DE102015016417A1

DE102015016417A1 - Door side member and associated body for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102015016417A1
Application number: DE102015016417.1A
Authority: DE
Inventors: Florian Eidmann; Oliver Stoll
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2017-06-22

Abstract

Türlängsträger (1) für ein Kraftfahrzeug, der zwischen zwei Fahrzeugsäulen anbringbar oder angebracht ist und ein aus einem Faserverbundwerkstoff hergestelltes Hohlprofil (2) aufweist, wobei das Hohlprofil (2) an wenigstens einem Ende ein Endstück (3, 4, 25, 33, 42) aus Metall oder aus einem Faserverbundwerkstoff aufweist.Door side rail (1) for a motor vehicle, which can be attached or mounted between two vehicle pillars and has a hollow profile (2) made of a fiber composite material, wherein the hollow profile (2) at one end at least one end piece (3, 4, 25, 33, 42 ) made of metal or of a fiber composite material.

Description

Die Erfindung betrifft einen Türlängsträger für ein Kraftfahrzeug, der zwischen zwei Fahrzeugsäulen anbringbar oder angebracht ist und ein aus einem Faserverbundwerkstoff hergestelltes Hohlprofil aufweist.The invention relates to a door side rail for a motor vehicle, which can be attached or mounted between two vehicle pillars and has a hollow profile made of a fiber composite material.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Tür eines Kraftfahrzeugs mit einem Längsträger zu verstärken, um eine erhöhte Sicherheit bei einem Aufprall zu schaffen.It has already been proposed to reinforce the door of a motor vehicle with a side member to provide increased safety in an impact.

In der DE 41 33 248 A1 wird ein Seitenschutz für ein Kraftfahrzeug beschrieben, der aus einem Träger besteht, der in Fahrzeuglängsrichtung in der Tür angebracht ist. Neben diesem Träger, der sich über die ganze Türbreite erstreckt, sind an beiden Enden kürzere Abschnitte vorgesehen, die mit dem in die Tür integrierten Träger bei geschlossener Tür eine starre Verbindung eingehen. Auf diese Weise soll der Schutz der Insassen bei einem Seitenaufprall verbessert werden.In the DE 41 33 248 A1 a side protection for a motor vehicle is described, which consists of a support which is mounted in the vehicle longitudinal direction in the door. In addition to this support, which extends over the entire width of the door, shorter sections are provided at both ends, which enter into a rigid connection with the integrated into the door carrier with the door closed. In this way, the protection of the occupants is to be improved in a side impact.

In der DE 10 2011 001 777 A1 wird ein Sicherheitssystem für den Türbereich eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, bei dem eine Tür einen in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Stangenkörper aufweist, der aus einer Passivposition in eine Aktivposition verlagerbar und überführbar ist. In der Aktivposition ist der Stangenkörper mit seinen Endabschnitten in einer Aufnahme einer Fahrzeugsäule verriegelt, wodurch die Seitensteifigkeit und das Energieaufnahmevermögen bei einem seitlichen Aufprall erhöht werden. Das Verlagern kann selbsttätig durch eine äußere, seitlich angreifende Kraft oder alternativ durch einen Aktuator erfolgen, der den Stangekörper von der Passivposition in die Aktivposition bewegt.In the DE 10 2011 001 777 A1 a security system for the door area of a motor vehicle is proposed, in which a door has a running in the vehicle longitudinal direction rod body which is displaced from a passive position to an active position and convertible. In the active position, the rod body is locked with its end portions in a receptacle of a vehicle pillar, whereby the lateral rigidity and the energy absorption capacity are increased in a lateral impact. The displacement can be effected automatically by an external, laterally acting force or alternatively by an actuator which moves the rod body from the passive position to the active position.

In der WO 03/037668 A1 wird ein Aufprallträger für eine Kraftfahrzeugkarosserie vorgeschlagen, der ein längliches kastenförmiges Hohlprofil aufweist. Der Aufprallträger weist zumindest an einer Seite ein längliches, flächiges, faserverstärktes Kunststoffteil auf.In the WO 03/037668 A1 an impact beam for a motor vehicle body is proposed which has an elongated box-shaped hollow profile. The impact beam has an elongated, flat, fiber-reinforced plastic part on at least one side.

Neben einer Verbesserung des Seitenaufprallschutzes kommt auch der Aufnahme von Längskräften bei einem Aufprallvorgang eine steigende Bedeutung zu. Dazu zählen Aufprallvorgänge vom Typ „small overlap”, bei denen eine Überdeckung zwischen dem Fahrzeug und einem anderen Fahrzeug oder einem ortsfesten Objekt in einer Größenordnung von bis zu ca. 25% vorliegt. Bisher werden dazu Türlängsträger verwendet, die entweder aus einer Aluminiumlegierung oder aus einer Stahllegierung bestehen und zu einer entsprechend erhöhten Masse führen. Eine weitere Anforderung an einen derartigen Türlängsträger ist, dass in Längsrichtung verlaufende Aufprallkräfte zumindest teilweise von der Karosserie aufgenommen werden können, um auf die Fahrzeuginsassen einwirkende Belastungen, beispielsweise Verzögerungen, zu verringern.In addition to an improvement of the side impact protection, the absorption of longitudinal forces during an impact process is of increasing importance. These include "small overlap" crashes where there is an overlap between the vehicle and another vehicle or object in the order of up to about 25%. So far door side rails are used, which consist of either an aluminum alloy or a steel alloy and lead to a correspondingly increased mass. A further requirement of such a door side rail is that longitudinal impact forces can be at least partially received by the body to reduce stresses on the vehicle occupants, such as delays.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Türlängsträger anzugeben, der eine geringe Masse aufweist und eine Weiterleitung von Längskräften bei einem Aufprallvorgang ermöglicht.The invention is therefore based on the object to provide a door side rail, which has a low mass and allows forwarding of longitudinal forces in an impact process.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Türlängsträger der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Hohlprofil an wenigstens einem Ende ein Endstück aus Metall oder aus einem Faserverbundwerkstoff aufweist.To achieve this object, it is provided according to the invention in a door side rail of the type mentioned that the hollow profile has at least one end of an end piece made of metal or of a fiber composite material.

Durch den erfindungsgemäßen Türlängsträger ergeben sich gleichzeitig mehrere Vorteile. Da das Hohlprofil aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt ist, kann der Türlängsträger mit einer deutlich geringeren Masse im Vergleich zu einem herkömmlichen, aus Stahl oder Aluminium hergestellten Türlängsträger hergestellt werden. Andererseits wird durch das wenigstens eine aus Metall hergestellte Endstück eine zuverlässige Lasteinleitung in das Hohlprofil sichergestellt. Erfindungsgemäß weist der Türlängsträger wenigstens an einem Ende das Endstück aus Metall auf, bevorzugt wird es jedoch, dass beide Enden des Hohlprofils ein derartiges Endstück aufweisen. Mittels der Endstücke können beide Enden des Türlängsträgers fest mit einer Türkomponente, z. B. einem Türinnenblech, verbunden werden. Die in das Hohlprofil integrierten und damit verbundenen Endstücke stellen sicher, dass es bei einem Aufprallvorgang nicht unmittelbar zu einer Zerstörung des Hohlprofils kommt, stattdessen ermöglichen die Endstücke die Einleitung und Weiterleitung der auftretenden Längskräfte in das Hohlprofil, sodass dieses Aufprallenergie aufnehmen und an die dahinter gelegene Fahrzeugstruktur weiterleiten kann. Auf diese Weise kann die Integrität des den Türlängsträger umfassenden Lastpfads für eine gewisse Zeit zerstörungsfrei sichergestellt werden.The door longitudinal member according to the invention simultaneously provides several advantages. Since the hollow profile is made of a fiber composite material, the door side rail can be produced with a significantly lower mass compared to a conventional, made of steel or aluminum door side rail. On the other hand, a reliable load introduction into the hollow profile is ensured by the at least one end made of metal. According to the invention, the door longitudinal member at least at one end of the metal end piece, it is preferred, however, that both ends of the hollow profile having such an end piece. By means of the end pieces both ends of the door side rail can be fixed to a door component, for. B. a door inner panel, are connected. The integrated into the hollow profile and associated end pieces ensure that it does not come directly to a destruction of the hollow profile in a collision, instead, the tails allow the initiation and transmission of longitudinal forces occurring in the hollow section, so absorb this impact energy and to the underlying Forward vehicle structure. In this way, the integrity of the door longitudinal beam comprehensive load path can be ensured non-destructive for a certain time.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Türlängsträgers sieht vor, dass das Endstück als Pfanne ausgebildet ist. Deren Aufgabe ist eine Sicherstellung der Zentrierung der einander kontaktierenden Komponenten bei einem Aufprallvorgang. Die Pfanne und eine damit zusammenwirkende, an einer Fahrzeugsäule angebrachte Kugel, die später erläutert wird, „finden” sich dann bei einem Aufprallvorgang trotz Einbautoleranzen. Der Begriff Pfanne bezeichnet dabei eine nach innen gerichtete, gewölbte Ausnehmung an einem axialen Ende des Türlängsträgers. Die Pfanne kann beispielsweise als Kugelkalotte ausgebildet sein, sodass der Türlängsträger mit einem sich nach innen erstreckenden und somit „negativen” Kugelsegment versehen ist. Beispielsweise kann die Pfanne als negative Halbkugel ausgebildet sein. Allerdings ist es nicht unbedingt erforderlich, dass die Pfanne kugelförmig ausgebildet ist, alternativ kann sie auch eine abgewandelte Form aufweisen, beispielsweise kann die Pfanne als Teil eines Ellipsoids, eines Hyperboloids oder dergleichen ausgebildet sein. Alle Ausführungen weisen die Gemeinsamkeit auf, dass das Endstück ein konkaves, nach innen gekrümmtes Endstück aufweist. Das Endstück kann aus Metall, insbesondere aus einer Stahllegierung oder einer Aluminiumlegierung oder alternativ aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein, vorzugsweise aus SMC (sheet molding compound) oder BMC (bulk molding compound), d. h. aus kurzfaserverstärkten Harzmassen auf zum Beispiel duroplastischer oder thermoplastischer Basis.An embodiment of the door longitudinal support according to the invention provides that the end piece is designed as a pan. Their task is to ensure the centering of the contacting components in an impact process. The pan and a cooperating, mounted on a vehicle pillar ball, which will be explained later, "find" then in an impact process despite installation tolerances. The term pan refers to an inwardly directed, curved recess at one axial end of the door longitudinal member. The pan may for example be formed as a spherical cap, so that the door side rail is provided with an inwardly extending and thus "negative" spherical segment. For example, the pan may be formed as a negative hemisphere. However, it is not necessarily required that the pan is spherical, alternatively, it may also have a modified form, for example, the pan may be formed as part of an ellipsoid, a hyperboloid or the like. All versions have the common feature that the tail has a concave, inwardly curved end piece. The end piece may be made of metal, in particular of a steel alloy or an aluminum alloy or alternatively of a plastic material, preferably of SMC (sheet molding compound) or BMC (bulk molding compound), ie of short fiber reinforced resin compositions on, for example thermoset or thermoplastic basis.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Türlängsträgers kann das Endstück als Ring oder als Korb oder als Tasche ausgebildet sein. Ein als Korb ausgebildetes Endstück kann ähnlich wie ein rechteckiges oder quadratisches Hohlprofil ausgebildet sein und eine Aufnahme bilden. Neben einer Aufnahme, die durch ein rechteckiges oder quadratisches Profil oder Endstück begrenzt wird, kann das Endstück auch aus einem einfachen Ring bestehen, der formschlüssig mit dem Hohlprofil verbunden ist. Für alle Varianten gilt, dass das Endstück und das Hohlprofil fest miteinander verbunden sind, so dass diese Verbindung auch bei einem Aufprallvorgang nicht unmittelbar zerstört wird, wodurch die Weiterleitung der Längskräfte sichergestellt wird.According to another embodiment of the door longitudinal support according to the invention, the tail can be designed as a ring or a basket or a bag. A designed as a basket tail can be similar to a rectangular or square hollow profile and form a receptacle. In addition to a recording, which is limited by a rectangular or square profile or tail, the tail can also consist of a simple ring which is positively connected to the hollow profile. For all variants applies that the tail and the hollow profile are firmly connected to each other, so that this connection is not destroyed directly during an impact, whereby the transmission of the longitudinal forces is ensured.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Türlängsträgers kann das Endstück als Zylinder oder als Platte oder als Kappe ausgebildet sein. Die genaue Form des Endstücks ist dabei auch von der Form des gegenüberliegenden Bauteils, das heißt der Fahrzeugsäule des Kraftfahrzeugs, abhängig. Bei der Fahrzeugsäule kann es sich zum Beispiel um die B-Säule handeln. Beispielsweise kann eine Fahrzeugsäule eine schräge Fläche aufweisen, die dem Endstück des Türlängsträgers gegenüberliegt. In diesem Fall ist das Endstück entsprechend gekrümmt ausgebildet, sodass eine Axialfläche des Endstücks parallel zu der dem Endstück gegenüberliegenden Fläche der Fahrzeugsäule angeordnet ist.According to a further embodiment of the door longitudinal support according to the invention, the tail can be designed as a cylinder or as a plate or as a cap. The exact shape of the tail is also dependent on the shape of the opposing component, that is, the vehicle pillar of the motor vehicle. The vehicle pillar may be, for example, the B-pillar. For example, a vehicle pillar may have an inclined surface which is opposite the end piece of the door side member. In this case, the end piece is correspondingly curved, so that an axial surface of the end piece is arranged parallel to the surface of the vehicle pillar opposite the end piece.

Es kann auch vorgesehen sein, dass das Endstück des Türlängsträgers einen in einer Ausnehmung des Hohlprofils eingesetzten Zapfen aufweist. Dieser Zapfen kann als Klebefläche dienen und eine besonders gute Verbindung zwischen dem Hohlprofil und dem Endstück schaffen. Darüber hinaus kommen auch andere Fügeverfahren in Betracht, beispielsweise kann das Endstück durch ein Schrumpfverfahren mit dem Hohlprofil verbunden sein. Alternativ könnte das Endstück mit dem Hohlprofil auch durch wenigstens einen Querbolzen oder wenigstens eine querverlaufende Schraube verbunden sein.It can also be provided that the end piece of the door longitudinal member has a pin inserted in a recess of the hollow profile. This pin can serve as an adhesive surface and create a particularly good connection between the hollow profile and the tail. In addition, other joining methods come into consideration, for example, the tail can be connected by a shrinking process with the hollow profile. Alternatively, the tail could be connected to the hollow profile by at least one transverse pin or at least one transverse screw.

Eine weitere alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Türlängsträgers sieht vor, dass das Endstück als Manschette ausgebildet ist. Die Manschette kann aus einer Stahllegierung oder einer Aluminiumlegierung oder aus einem Faserverbundwerkstoff bestehen. Sofern die Manschette aus Metall besteht, kann sie als Profil ausgebildet sein, insbesondere als Hohlprofil und auf das aus dem Faserverbundwerkstoff hergestellte Hohlprofil aufgepresst oder aufgeschrumpft sein. Selbstverständlich kann die Manschette auch mit dem Hohlprofil verklebt sein. Sofern die Manschette aus einem Faserverbundwerkstoff besteht, kann sie auf das Hohlprofil aufgesetzt und mit diesem verklebt oder auf eine andere Art verbunden sein. Bei einer aus einem Faserverbundwerkstoff bestehenden Manschette verlaufen die Fasern vorzugsweise quer zur Längsrichtung des Türlängsträgers.A further alternative embodiment of the door longitudinal member according to the invention provides that the end piece is designed as a cuff. The sleeve may be made of a steel alloy or an aluminum alloy or of a fiber composite material. If the sleeve is made of metal, it may be formed as a profile, in particular as a hollow profile and be pressed or shrunk onto the hollow profile produced from the fiber composite material. Of course, the sleeve can also be glued to the hollow profile. If the sleeve consists of a fiber composite material, it can be placed on the hollow profile and glued to this or connected in a different way. In the case of a cuff consisting of a fiber composite material, the fibers preferably run transversely to the longitudinal direction of the door longitudinal member.

Das aus dem Faserverbundwerkstoff hergestellte Hohlprofil besteht vorzugsweise aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) aufgrund seines überragenden Verhältnisses zwischen Festigkeit zu Gewicht sowie Steifigkeit zu Gewicht. Alternativ kann das Hohlprofil auch aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt sein. Dasselbe gilt für die Manschette, die aus kohlefaserverstärktem Kunststoff, aus glasfaserverstärktem Kunststoff oder einer Kombination davon hergestellt sein kann. Eine Variante sieht dabei vor, dass das Hohlprofil aus CFK und die Manschette aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) hergestellt ist.The hollow profile produced from the fiber composite material is preferably made of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) due to its outstanding relationship between strength to weight and stiffness to weight. Alternatively, the hollow profile may also be made of glass fiber reinforced plastic. The same applies to the sleeve, which may be made of carbon fiber reinforced plastic, fiberglass reinforced plastic or a combination thereof. One variant provides that the hollow profile made of CFRP and the cuff made of glass fiber reinforced plastic (GRP) is made.

Daneben betrifft die Erfindung eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem zwischen zwei Fahrzeugsäulen angebrachten Türlängsträger. Die erfindungsgemäße Karosserie zeichnet sich dadurch aus, dass sie einen Türlängsträger der beschriebenen Art aufweist, wobei wenigstens eine Fahrzeugsäule ein von einem Endstück des Türlängsträgers beabstandet angeordnetes Aufnahmeelement aufweist. Bei einem Aufprallvorgang wirkt das Endstück des Türlängsträgers mit dem fahrzeugsäulenseitigen Aufnahmeelement derart zusammen, dass die beiden Teile sich berühren, sodass eine durch den Aufprallvorgang erzeugte Längskraft von der Karosserie über die Fahrzeugsäule an den Türlängsträger übertragen wird. Der Türlängsträger kann beispielsweise zwischen der A-Säule und der B-Säule angeordnet sein, alternativ oder zusätzlich kann auch zwischen der B-Säule und der C-Säule ein derartiger Türlängsträger angeordnet sein. Vorzugsweise sind beide Seiten des Kraftfahrzeugs mit einem derartigen Türlängsträger versehen.In addition, the invention relates to a bodywork for a motor vehicle with at least one attached between two vehicle pillars door side rail. The body according to the invention is characterized in that it has a door side rail of the type described, wherein at least one vehicle pillar has a receiving element spaced from an end piece of the door longitudinal member. During an impact process, the end piece of the door longitudinal carrier cooperates with the vehicle-column-side receiving element in such a way that the two parts touch each other so that a longitudinal force generated by the impact process is transmitted from the body to the door longitudinal member via the vehicle pillar. The door side rail can be arranged, for example, between the A-pillar and the B-pillar, alternatively or additionally, such a door side rail can also be arranged between the B-pillar and the C-pillar. Preferably, both sides of the motor vehicle are provided with such a door side rail.

Der Türlängsträger ist verdeckt in der Tür angebracht, sodass er bei normaler Benutzung des Kraftfahrzeugs nicht sichtbar ist. Vorzugsweise sind beide axiale Enden des Türlängsträgers, das heißt die beiden Endstücke, beabstandet und gegenüberliegend zu Fahrzeugsäulen angeordnet. Vorzugsweise liegt das in Fahrtrichtung gesehen vordere Endstück des Türlängsträgers der A-Säule gegenüber, wohingegen des heckseitige Endstück des Türlängsträgers der B-Säule beabstandet gegenüberliegt. Die Fahrzeugsäulen, insbesondere die A-Säule und die B-Säule weisen jeweils ein Aufnahmeelement auf, das bei einem Aufprallvorgang in Kontakt mit dem jeweils gegenüberliegenden Endstück des Türlängsträgers gelangt. Da das Aufnahmeelement und die Endstücke voneinander beabstandet sind, besteht während des normalen Gebrauchs keine kraftschlüssige Verbindung zwischen diesen Komponenten. Falls jedoch bei einem Aufprallvorgang, insbesondere bei einem Aufprall vom Typ „small-overlap”, die Längskraft von der Front des Kraftfahrzeugs über die A-Säule übertragen wird, wird die A-Säule verformt, sodass das Aufnahmeelement das Endstück des Türlängsträgers berührt. Das fahrzeugsäulenseitige Aufnahmeelement kann unterschiedlich ausgebildet sein. Im einfachsten Fall genügt es, eine Schraube, genauer gesagt einen Schraubenkopf, als Aufnahmeelement vorzusehen. Es kann sich dabei um eine Standardschraube mit einen Sechskantkopf handeln, wodurch eine besonders kostengünstige Umsetzung der Erfindung möglich ist. Alternativ kann das Aufnahmeelement jedoch auch an die Form des Endstücks des Türlängsträgers angepasst sein. Beispielsweise kann das Aufnahmeelement als Schraube mit einem halbkugelförmigen Kopf ausgebildet sein. Ein derartiger halbkugelförmiger Kopf kann mit einem als Pfanne ausgebildeten Endstück zusammenwirken. Wesentlich ist dabei jeweils, dass das Endstück und das zugehörige säulenseitige Aufnahmeelement so aneinander angepasst sind, dass die beiden Komponenten bei einem Aufprallvorgang zusammentreffen. Das Endstück ist dabei so geformt, dass es das an der Fahrzeugsäule angeordnete Aufnahmeelement „fängt”, da die Fahrzeugsäule in Abhängigkeit des Aufprallwinkels des Aufprallvorgangs auch von der Fahrzeuglängsrichtung abweichend schräg verformt werden kann. In diesem Fall bewirkt die hohle beziehungsweise nach innen gewölbte oder als Hohlprofil ausgebildete Form des Endstücks, dass es mit dem Aufnahmeelement an der Fahrzeugsäule eine kraftschlüssige Verbindung bildet. An der Fahrzeugsäule kann das Aufnahmeelement vorzugsweise verschraubt sein, alternativ sind auch andere Fügeverfahren möglich, beispielsweise kann das Aufnahmeelement in eine Öffnung eingepresst oder verschweißt sein.The door side rail is concealed in the door mounted so that it is not visible during normal use of the motor vehicle. Preferably, both axial ends of the door longitudinal beam, that is, the two end pieces, spaced and arranged opposite to vehicle pillars. Preferably, seen in the direction of travel, the front end piece of the door longitudinal member is located opposite the A-pillar, whereas the rear-side end piece of the door side member lies opposite the B-pillar at a distance. The vehicle pillars, in particular the A-pillar and the B-pillar each have a receiving element, which comes in contact with the respective opposite end piece of the door longitudinal member in an impact process. Since the receiving element and the end pieces are spaced apart, there is no frictional connection between these components during normal use. However, in a crash event, particularly in a small-overlap crash, if the longitudinal force is transmitted from the front of the vehicle over the A-pillar, the A-pillar will be deformed so that the receiving member will contact the end-piece of the door-rail. The vehicle-column-side receiving element can be designed differently. In the simplest case, it is sufficient to provide a screw, more precisely a screw head, as a receiving element. It may be a standard screw with a hexagon head, whereby a particularly cost-effective implementation of the invention is possible. Alternatively, however, the receiving element can also be adapted to the shape of the end piece of the door side rail. For example, the receiving element may be formed as a screw with a hemispherical head. Such a hemispherical head can cooperate with a tail formed as a pan. It is essential in each case that the end piece and the associated column-side receiving element are adapted to each other so that the two components meet in an impact process. The end piece is shaped such that it "catches" the receiving element arranged on the vehicle pillar, since the vehicle pillar can also be obliquely deformed as a function of the impact angle of the impact process from the vehicle longitudinal direction. In this case, causes the hollow or inwardly curved or formed as a hollow profile shape of the tail that it forms a frictional connection with the receiving element on the vehicle pillar. On the vehicle pillar, the receiving element may preferably be screwed, alternatively, other joining methods are possible, for example, the receiving element may be pressed or welded into an opening.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:The invention will be explained below with reference to embodiments with reference to the drawings. The drawings are schematic representations and show:

1 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Türlängsträgers; 1 an exploded view of a door longitudinal beam according to the invention;

2 einen Schnitt durch das Hohlprofil des Türlängsträgers von 1; 2 a section through the hollow profile of the door longitudinal beam of 1 ;

3 ein als Pfanne ausgebildetes Endstück; 3 a trained as a pan tail;

4 ein dem Endstück von 3 zugeordnetes Aufnahmeelement; 4 a tail of 3 associated receiving element;

5 ein als Halbkugel ausgebildetes Aufnahmeelement; 5 a trained as a hemisphere receiving element;

6 ein eine Tasche aufweisendes Endstück; 6 a bag having a tail;

7 ein dem Endstück von 5 zugeordnetes Aufnahmeelement; 7 a tail of 5 associated receiving element;

8 eine weitere Ansicht des Türlängsträgers von 1 von sowie eines Details der A-Säule und der B-Säule; 8th another view of the door side rail of 1 as well as a detail of the A-pillar and the B-pillar;

9 ein Detail von 8 im Bereich der B-Säule in einer geschnittenen Ansicht; 9 a detail of 8th in the area of the B-pillar in a sectional view;

10 eine perspektivische Ansicht eines als Manschette ausgebildeten Endstücks; und 10 a perspective view of a sleeve designed as an end piece; and

11 eine geschnittene Ansicht des in 10 gezeigten Endstücks. 11 a sectional view of the in 10 shown tail.

1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Türlängsträgers 1. Dieser umfasst ein aus einem Faserverbundwerkstoff hergestelltes Hohlprofil 2, sowie an beiden axialen Enden aus Metall hergestellte Endstücke 3, 4. In der Explosionsansicht sind die Endstücke 3, 4 beabstandet von dem Hohlprofil 2 dargestellt. Man erkennt, dass jedes Endstück 3, 4 einen Zapfen 5, 6 aufweist, der jeweils in eine Ausnehmung 7 des Hohlprofils 2 eingesetzt ist. 1 is an exploded perspective view of a door side rail 1 , This comprises a hollow profile produced from a fiber composite material 2 and end pieces made of metal at both axial ends 3 . 4 , In the exploded view are the end pieces 3 . 4 spaced from the hollow profile 2 shown. It can be seen that every tail 3 . 4 a pin 5 . 6 each having a recess 7 of the hollow profile 2 is used.

2 ist eine geschnittene Ansicht des Hohlprofils 2 entlang der Linie II-II von 1. Das Hohlprofil 2 ist pultrudiert und weist eine Außenverstärkung 8 aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) auf, wobei die Fasern grundsätzlich unter einem Winkel zwischen 0° und 90° zur Längsrichtung des Hohlprofils 2 angeordnet sein können. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Faserwinkel ±45°. Die Außenverstärkung 8 befindet sich an der Außenseite eines Mittelteils 9, dessen Fasern ebenfalls unter einem Winkel zwischen 0° und 90° zur Längsrichtung angeordnet sein können. Im vorliegenden Fall weist das Mittelteil 9 unidirektionale Fasern auf, die unter einem Winkel von 0°, d. h. in Längsrichtung, angeordnet sind. An das Mittelteil 9 schließt sich innenseitig eine Innenverstärkung 10 an. Die Innenverstärkung 10, deren Fasern grundsätzlich ebenfalls unter einem Winkel zwischen 0° und 90° zur Längsrichtung angeordnet sein können, besteht in Übereinstimmung mit der Außenverstärkung 8 aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff, dessen Fasern in einem Winkel von 0° beziehungsweise 90° zur Längsrichtung des Hohlprofils 2 angeordnet ist. In 2 erkennt man, dass das Hohlprofil 2 zueinander parallele Seiten 11 und zwei dazwischen angeordnete, nach außen gewölbte, voneinander beabstandete Seiten 12 umfasst. Die dargestellte Querschnittsform ist jedoch nicht als Beschränkung zu verstehen, vielmehr kann die Form in Abhängigkeit des zur Verfügung stehenden Bauraums und der Größe der aufzunehmenden Kräfte auch abgewandelt werden. Das Hohlprofil 2 weist einen konstanten Querschnitt auf, sodass es kostengünstig im Pultrusionsverfahren hergestellt werden kann. Allerdings sind alternativ auch andere Querschnittsformen möglich, z. B. ein sich in Längsrichtung ändernder Querschnitt. 2 is a sectional view of the hollow profile 2 along the line II-II of 1 , The hollow profile 2 is pultruded and has an outer reinforcement 8th made of carbon fiber reinforced plastic (CFRP), wherein the fibers in principle at an angle between 0 ° and 90 ° to the longitudinal direction of the hollow profile 2 can be arranged. In the illustrated embodiment, the fiber angle is ± 45 °. The outside reinforcement 8th located on the outside of a middle section 9 whose fibers can also be arranged at an angle between 0 ° and 90 ° to the longitudinal direction. In the present case, the middle part 9 unidirectional fibers, which are arranged at an angle of 0 °, ie in the longitudinal direction. At the middle part 9 closes on the inside an internal reinforcement 10 at. The interior reinforcement 10 , whose fibers may in principle also be arranged at an angle between 0 ° and 90 ° to the longitudinal direction, is in accordance with outer reinforcement 8th made of carbon fiber reinforced plastic, the fibers at an angle of 0 ° or 90 ° to the longitudinal direction of the hollow profile 2 is arranged. In 2 one recognizes that the hollow profile 2 mutually parallel sides 11 and two interposed, outwardly arched, spaced apart sides 12 includes. However, the cross-sectional shape shown is not to be understood as a limitation, but the shape can also be modified depending on the available space and the size of the forces to be absorbed. The hollow profile 2 has a constant cross-section, so that it can be produced inexpensively in the pultrusion process. However, alternatively, other cross-sectional shapes are possible, for. B. a longitudinally changing cross-section.

Die Zapfen 5, 6 der Endstücke 3, 4 sind so geformt, dass sie in die Ausnehmung 7 des Hohlprofils 2 eingesetzt und mit diesem verklebt werden können. Die Zapfen 5, 6 sind jeweils mit Dichtringen 13 versehen. Das Endstück 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel einer A-Säule eines Kraftfahrzeugs zugeordnet und weist eine quer zur Längsrichtung angeordnete vertikale Gewindebohrung 14 auf, sodass das Endstück 3 und somit der Türlängsträger 1 mittels einer Schraube 15 mit einem Türinnenblech verschraubt werden kann. Die Endstücke 3, 4 sind nicht identisch ausgebildet, das Endstück 4 weist an seiner axialen Außenseite eine schräge Fläche 16 auf, die passend für eine schräge Gegenfläche einer B-Säule geformt ist. Anders als das Endstück 3 weist das Endstück 4 eine axiale Gewindebohrung 17 auf, die eine Verschraubung mit einem Türinnenblech mittels einer Schraube 18 ermöglicht.The cones 5 . 6 the tails 3 . 4 are shaped to fit into the recess 7 of the hollow profile 2 can be used and glued to it. The cones 5 . 6 are each with sealing rings 13 Mistake. The tail 3 is assigned in this embodiment of an A-pillar of a motor vehicle and has a transverse to the longitudinal direction vertical threaded bore 14 on, so the tail 3 and thus the door side rail 1 by means of a screw 15 can be screwed with a door inner panel. The tails 3 . 4 are not identical, the tail 4 has an inclined surface on its axial outside 16 on, which is shaped to fit an oblique counter surface of a B-pillar. Unlike the tail 3 has the tail 4 an axial threaded hole 17 on, the screw with a door inner panel by means of a screw 18 allows.

Im Bereich der Endabschnitte des Hohlprofils 2 sind Schrumpfschläuche 19, 20 angebracht, die Korrosion verhindern. Die Schrumpfschläuche 19, 20 sind allerdings lediglich optional vorgesehen. Daneben weist der Türlängsträger 1 an seiner Außenseite zwei voneinander beabstandete Manschetten 21, 22 auf, die als Vibrationsdämpfer dienen. Zusätzlich ist der Türlängsträger 1 mit einer Befestigungsschelle 23 versehen, die mittels einer Schraube 24 an der Fahrzeugtür, in deren Inneren der Türlängsträger 1 angeordnet ist, verschraubbar ist. Diese optional vorgesehene Befestigungsschelle 23 reduziert die Knicklänge des Türlängsträgers 1 bei einer Belastung in Längsrichtung.In the area of the end sections of the hollow profile 2 are heat shrink tubing 19 . 20 installed, prevent corrosion. The shrink tubing 19 . 20 However, they are only optional. In addition, the door side rail has 1 on its outside two spaced cuffs 21 . 22 on, which serve as a vibration damper. In addition, the door side rail is 1 with a mounting clamp 23 provided by means of a screw 24 on the vehicle door, inside the door side rail 1 is arranged, can be screwed. This optionally provided mounting clamp 23 reduces the buckling length of the door side member 1 at a load in the longitudinal direction.

Zur Herstellung des Türlängsträgers 1 werden die beiden Endstücke 3, 4 in die Ausnehmung 7 eingesetzt und verklebt, anschließend werden die Enden des Türlängsträgers 1 mit den Schrumpfschläuchen 19, 20 versehen. Zur Montage wird der Türlängsträger 1 in einen Türrohrbau eingeschoben und an der der A-Säule benachbarten Seite mittels der Schraube 15 und an der der B-Säule benachbarten Seite mittels der Schraube 18 verschraubt. Auf diese Weise wird der Türlängsträger 1 fest mit der Fahrzeugtür verbunden.For the production of the door side rail 1 be the two tails 3 . 4 into the recess 7 inserted and glued, then the ends of the door side rail 1 with the shrink tubing 19 . 20 Mistake. For mounting the door side rail 1 inserted into a Türrohrbau and on the side adjacent to the A-pillar side by means of the screw 15 and on the side adjacent to the B-pillar by means of the screw 18 screwed. In this way, the door side rail 1 firmly connected to the vehicle door.

3 zeigt eine Ausgestaltung eines aus einer Stahllegierung bestehenden Endstücks 25 des Hohlprofils 2. Das Endstück 25 ist als Pfanne ausgebildet und weist somit eine konkave, nach innen gerichtete Ausnehmung 26 auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Endstück 25 durch ein spanendes Verfahren wie Fräsen hergestellt. 3 zeigt das Endstück 25 im montierten Zustand. Das Endstück 25 weist an seinem der Pfanne entgegengesetzten Ende wie die Endstücke 3, 4 einen Zapfen (nicht sichtbar) auf, der in die Ausnehmung 7 des Hohlprofils 2 eingesetzt und verklebt ist. Das als Pfanne ausgebildete Endstück 25 erleichtert und ermöglich das „Fangen” eines an der Fahrzeugsäule angeordneten Aufnahmeelements bei einem Aufprallereignis. 3 shows an embodiment of an existing of a steel alloy tail 25 of the hollow profile 2 , The tail 25 is formed as a pan and thus has a concave, inwardly directed recess 26 on. In the illustrated embodiment, the tail is 25 produced by a cutting process such as milling. 3 shows the tail 25 in the assembled state. The tail 25 has at its the pan opposite end as the tails 3 . 4 a pin (not visible), which is in the recess 7 of the hollow profile 2 used and glued. The trained as a pan tail 25 facilitates and enables the "catching" of a receiving element arranged on the vehicle pillar in the event of an impact.

4 ist eine geschnittene Ansicht und zeigt ein derartiges Aufnahmeelement 27, das an einer Blechstruktur einer A-Säule 28 angebracht ist. Die A-Säule 28 weist an dieser Stelle eine Öffnung 29 auf, die von einem Gewindeschaft 30 des als Schraube 31 ausgebildeten Aufnahmeelements 27 durchsetzt wird. Die Schraube 31 weist einen als Halbkugel ausgebildeten Schraubenkopf auf und ist mit einer Mutter 32 verschraubt. Der als Halbkugel ausgebildete Schraubenkopf der Schraube 31 ist näherungsweise gegengleich zu der Ausnehmung 26 des als Pfanne ausgebildeten Endstücks 25 des Hohlprofils 2 ausgebildet. In der Karosserie des Kraftfahrzeugs sind das Aufnahmeelement 27 und das Endstück 25 mit einem gewissen Abstand voneinander angeordnet. Bei einem Aufprallvorgang wird die A-Säule so verformt und zum Fahrzeugheck verschoben, dass das Aufnahmeelement 27, das den vorstehenden, halbkugelförmigen Schraubenkopf aufweist, in Kontakt mit der gegengleich ausgebildeten Pfanne des Endstücks 25 des Hohlprofils 2 gelangt, sodass eine bei dem Aufprallvorgang wirkende Längskraft kraftschlüssig und formschlüssig übertragen und weitergeleitet werden kann. Die Ausgestaltung als Pfanne bietet dabei den Vorteil, dass sich die für die Kraftübertragung zur Verfügung stehende Fläche erhöht. 4 is a sectional view and shows such a receiving element 27 on a sheet metal structure of an A-pillar 28 is appropriate. The A-pillar 28 has an opening at this point 29 on top of a threaded shaft 30 as a screw 31 trained receiving element 27 is enforced. The screw 31 has a trained as a hemisphere screw head and is with a nut 32 screwed. The trained as a hemisphere screw head of the screw 31 is approximately equal to the recess 26 the trained as a pan tail 25 of the hollow profile 2 educated. In the body of the motor vehicle, the receiving element 27 and the tail 25 arranged at a certain distance from each other. In an impact, the A-pillar is so deformed and moved to the rear of the vehicle that the receiving element 27 having the protruding, hemispherical screw head in contact with the counter-shaped cup of the end piece 25 of the hollow profile 2 arrives, so that acting in the impact longitudinal force can be positively and positively transmitted and forwarded. The design as a pan offers the advantage that increases the available area for power transmission.

5 zeigt den als Halbkugel ausgebildeten Kopf der ein Aufnahmeelement bildenden Schraube 31 sowie eine Abdeckung 38 der A-Säule. 5 shows the designed as a hemisphere head of a receiving element forming screw 31 as well as a cover 38 the A-pillar.

6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines am Ende des Hohlprofils 2 angebrachten Endstücks 33, das eine als Tasche 34 ausgebildete Ausnehmung aufweist. Die Tasche 34 weist von ihrer Form her in etwa denselben Querschnitt wie das Hohlprofil 2 auf. Mittels eines Zapfens (nicht sichtbar) ist das die Tasche 34 aufweisende Endstück 33 mit dem Hohlprofil 2 verbunden. Die Tasche 34 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen näherungsweise quadratischen Querschnitt auf. 6 shows a further embodiment of one at the end of the hollow profile 2 attached tail 33 , one as a bag 34 having formed recess. The pocket 34 has in its shape in about the same cross section as the hollow profile 2 on. By means of a pin (not visible) this is the bag 34 having tail 33 with the hollow profile 2 connected. The pocket 34 points in This embodiment has an approximately square cross-section.

7 zeigt ein an der A-Säule angeordnetes, dazu passendes Aufnahmeelement 37 in einer geschnittenen Ansicht. In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um eine Schraube 35, die einen sechseckigen Schraubenkopf 36 aufweist. Ähnlich wie das in 4 gezeigte Aufnahmeelement 27 umfasst auch das Aufnahmeelement 37 eine Abdeckung 38, sodass in 4 und 5 lediglich der als Halbkugel ausgebildete Kopf der Schraube 31 und bei dem Ausführungsbeispiel von 7 lediglich der Schraubenkopf 36 sichtbar ist. Die Schraube 35 ist in Längsrichtung beabstandet von dem Endstück 33 des Hohlprofils 2 des in die Fahrzeugtür integrierten Türlängsträgers angeordnet. Beim Aufprallvorgang wird die A-Säule, in der die Schraube 35 angeordnet ist, derart in Längsrichtung verschoben, dass sie in der Tasche 34 aufgenommen ist. Der dadurch geschaffene Kraftschluss ermöglicht die Weiterleitung und Aufnahme einer aufprallbedingten Längskraft von der Türstruktur. 7 shows a arranged on the A-pillar, matching receptacle 37 in a cut view. In this embodiment, this is a screw 35 holding a hexagonal screw head 36 having. Similar to the in 4 shown receiving element 27 also includes the receiving element 37 a cover 38 , so in 4 and 5 only the trained as a hemisphere head of the screw 31 and in the embodiment of 7 only the screw head 36 is visible. The screw 35 is longitudinally spaced from the tail 33 of the hollow profile 2 arranged in the vehicle door door sill. During the impact process, the A-pillar, in which the screw 35 is arranged so shifted in the longitudinal direction that they are in the bag 34 is included. The traction created thereby allows the transmission and absorption of an impact-related longitudinal force of the door structure.

8 zeigt den Türlängsträger 1 im montierten Zustand, der an einem (in 8 linken) Ende, das zur A-Säule weist, das als Pfanne ausgebildete Endstück 3 aufweist, das dem als Halbkugel ausgebildeten Kopf der Schraube 35 beabstandet gegenüberliegt. Am anderen (in 8 rechten) Ende befindet sich das Endstück 4, das die schräge Fläche 16 aufweist und das der B-Säule 43 beabstandet gegenüberliegt. 8th shows the door side rail 1 in the assembled state, which at a (in 8th left) end, which points to the A-pillar, designed as a pan tail 3 having, which is designed as a hemisphere head of the screw 35 spaced opposite each other. At the other (in 8th right) end is the tail 4 that the sloping surface 16 and that of the B-pillar 43 spaced opposite each other.

Die geschnittene Darstellung von 9 zeigt den Endabschnitt des Hohlprofils 2 und das darin eingesetzte und damit verbundene Endstück 4 mit der schrägen Fläche 16. Das Endstück 4 liegt an einem schrägen Türinnenblech 39 an, das von einer Abdeckung 40 verdeckt ist. Die Schraube 18 dient zur Befestigung des Endstücks 4 und somit des Türlängsträgers 1 an dem Türinnenblech 39. Die Anbindung des Türlängsträgers an einen Türrohbau wird durch die Abdeckung 40 verdeckt.The cut representation of 9 shows the end portion of the hollow profile 2 and the end piece inserted therein and associated therewith 4 with the sloping surface 16 , The tail 4 lies on a sloping door inner panel 39 on, that of a cover 40 is covered. The screw 18 serves to fix the tail 4 and thus the door side rail 1 on the door inner panel 39 , The connection of the door side rail to a door shell is through the cover 40 covered.

Die 10 und 11 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Endstücks, wobei 10 eine isometrische Ansicht und 11 eine geschnittene Ansicht zeigt. Das Hohlprofil 2, das mit demjenigen von 1 übereinstimmt, ist außenseitig mit einem als Manschette 41 ausgebildeten Endstück 42 versehen. In diesem Ausführungsbeispiel besteht die Manschette 41 aus Metall, nämlich aus einer hochfesten Stahllegierung. Die Manschette 41 wird zur Montage erwärmt und auf das Ende des Hohlprofils 2 geschoben und aufgeschrumpft. Die Manschette 41 verhindert bei einem Aufprallvorgang eine schnelle Zerstörung des Endes des Hohlprofils 2, wenn dieses in Kontakt mit dem vor der entsprechenden Fahrzeugsäule angeordneten Aufnahmeelement kommt.The 10 and 11 show a further embodiment of an end piece, wherein 10 an isometric view and 11 a cut view shows. The hollow profile 2 that with that of 1 is on the outside with one as a cuff 41 trained tail 42 Mistake. In this embodiment, the cuff is made 41 of metal, namely of a high-strength steel alloy. The cuff 41 is heated for mounting and on the end of the hollow section 2 pushed and shrunk. The cuff 41 prevents in a collision process a rapid destruction of the end of the hollow profile 2 when it comes in contact with the arranged in front of the corresponding vehicle pillar receiving element.

Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel ist eine Manschette vorgesehen, deren Form der Manschette 41 entspricht, die allerdings aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt ist. Eine derartige Manschette kann aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff, aus glasfaserverstärktem Kunststoff oder einer Kombination davon bestehen. Die aus Faserverbundwerkstoff hergestellte Manschette weist überwiegend Fasern auf, die quer zur Längsrichtung des Hohlprofils 2 gewickelt sind.In a modified embodiment, a sleeve is provided whose shape of the sleeve 41 which, however, is made of a fiber composite material. Such a sleeve may be made of carbon fiber reinforced plastic, fiberglass reinforced plastic or a combination thereof. The sleeve made of fiber composite material has predominantly fibers which are transverse to the longitudinal direction of the hollow profile 2 are wound.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4133248 A1 [0003]
DE 102011001777 A1 [0004]
WO 03/037668 Al [0005]

Claims

Door side rail ( 1 ) for a motor vehicle which can be attached or mounted between two vehicle pillars and a hollow profile produced from a fiber composite material (US Pat. 2 ), characterized in that the hollow profile ( 2 ) at at least one end a tail ( 3 . 4 . 25 . 33 . 42 ) made of metal or of a fiber composite material.

Door side rail according to claim 1, characterized in that the end piece ( 3 . 25 ) is designed as a pan.

Door side rail according to claim 1, characterized in that the end piece ( 33 ) is designed as a ring or as a basket or as a bag.

Door side rail according to claim 1, characterized in that the end piece is designed as a cylinder or as a plate or as a cap.

Door side rail according to one of the preceding claims, characterized in that the end piece ( 3 . 4 . 25 . 33 ) into a recess ( 7 ) of the hollow profile ( 2 ) ( 5 . 6 ) having.

Door side rail according to one of the preceding claims, characterized in that the end piece ( 42 ) as a cuff ( 41 ) is trained.

Door side rail according to claim 6, characterized in that the cuff ( 41 ) consists of a steel alloy or an aluminum alloy or of a fiber composite material.

Door side rail according to one of the preceding claims, characterized in that an end piece made of a fiber composite material is made of a short fiber reinforced resin composition based on thermosetting or thermoplastic such as SMC (sheet molding compound) or BMC (bulk molding compound).

Body for a motor vehicle with at least one door longitudinal member ( 1 ), characterized in that the door side rail ( 1 ) is formed according to one of claims 1 to 7, wherein at least one vehicle pillar one of an end piece ( 3 . 4 . 25 . 33 . 42 ) of the door longitudinal member ( 1 ) spaced apart receiving element ( 27 . 37 ) having.

Body according to claim 9, characterized in that the receiving element ( 27 . 37 ) and the tail ( 3 . 4 . 25 . 33 . 42 ) are positioned so that they form a frictional connection in an impact process.