DE102016112344A1

DE102016112344A1 - Verstärkungsvorrichtung für eine Kraftfahrzeugtür

Info

Publication number: DE102016112344A1
Application number: DE102016112344.7A
Authority: DE
Inventors: Edvin List Clausen; Gero Müllers; Dariusz Straznikiewicz; Thomas Thiessen
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2016-07-06
Filing date: 2016-07-06
Publication date: 2018-01-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verstärkungsvorrichtung für eine Kraftfahrzeugtür (1) mit einem inneren Verstärkungsteil (2) und einem davon beabstandeten äußeren Verstärkungsteil (3). Dabei ist wenigstens eines der Verstärkungsteile (2, 3) als Hohlkammerprofil (4) ausgebildet und wenigstens ein Verstärkungsteil (2, 3) mit wenigstens einer Sicke (5) versehen, welche sich zumindest partiell über die Längserstreckung des Verstärkungsteils (2, 3) erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verstärkungsvorrichtung für eine Kraftfahrzeugtür nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 199 62 988 A1 ist eine Fahrzeugtür bekannt, welche eine Fensterschachtverstärkung aufweist. Die dortige Fensterschachtverstärkung ist dabei zweiteilig aus einer inneren Fensterschachtverstärkung und einer äußeren Fensterschachtverstärkung ausgebildet. Diese innere und äußere Fensterschachtverstärkung, die im Wesentlichen parallel zueinander und beabstandet voneinander verlaufen, liegen mit ihren Enden an Aufnahmen der Kraftfahrzeugtür an. Dabei dient der Raum zwischen den beiden Fensterschachtverstärkungen zur Aufnahme beziehungsweise Durchführung einer versenkbaren Fensterscheibe der Kraftfahrzeugtür, wobei die Außenseite der äußeren Fensterschachtverstärkung mit der Kraftfahrzeugtür verbunden ist. Eine derartige Fensterschachtverstärkung hat allerdings hinsichtlich der Abstützung der Fahrgastzelle durch Übertragung der Kräfte in die Karosserie des Kraftfahrzeuges bei einem Frontalaufprall nur sehr ungünstige Eigenschaften, insbesondere eine nicht ausreichend steife Struktur.
In der EP 1 219 483 A1 wird daher eine Schachtleiste zur Aufnahme einer Fensterscheibe einer Kraftfahrzeugtür vorgeschlagen, wobei die Schachtleiste eine einstückige, die Fensterscheibe aufnehmende und einen Schacht für die Fensterscheibe bildende Profilkonstruktion mit einer inneren und äußeren Leiste aufweist. Derartige Schachtleisten sind allerdings konstruktiv sehr aufwendig, da sie durch Strangpressen hergestellt werden und nach dem Strangpressen noch nachbearbeitet werden müssen, um insbesondere den Schacht für die Fensterscheibe in der Schachtleiste auszubilden. Allerdings ergeben sich hierbei schon deutlich bessere Kraftflüsse und Steifigkeitseigenschaften im Crashfall, sodass hierbei bereits eine relativ gute Krafteintragung in die Karosserie im Crashfall erfolgt. Allerdings kann eine derartige Vorrichtung nicht variabel genug ausgebildet sein, um den verschiedensten gesetzlichen Vorschriften in unterschiedlichen Jurisdiktionen gerecht zu werden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Verstärkungsvorrichtung für eine Kraftfahrzeugtür nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, dass sowohl im Falle eines Front-Crashs, insbesondere eines Small-Overlap-Front-Crashs als auch bei einem Seitenaufprall die Krafteintragung in die Fahrzeugkarosserie mit einem zufriedenstellenden Energieabbau erfolgt wobei ein konstruktiv einfacher Aufbau erzielt wird, sodass die erfindungsgemäße Verstärkungsvorrichtung ohne große Änderungen in verschiedensten Jurisdiktionen eingesetzt werden kann, um den verschiedenen gesetzlichen Vorschriften genüge zu tragen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Verstärkungsvorrichtung für eine Kraftfahrzeugtür mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Verstärkungsvorrichtung für eine Kraftfahrzeugtür weist dabei ein inneres Verstärkungsteil und ein davon beabstandetes äußeres Verstärkungsteil auf. Erfindungsgemäß ist dabei wenigstens eines der Verstärkungsteile als Hohlkammerprofil ausgebildet und wenigstens ein Verstärkungsteil mit wenigstens einer Sicke versehen, welche sich zumindest partiell über die Längserstreckung des Verstärkungsteils erstreckt.
Durch die Erfindung ist es nunmehr ermöglicht, dass mehrere Funktionen in der Verstärkungsvorrichtung integral vorhanden sind. Dies ist zum einen eine Brüstungsverstärkung, im Falle eines Seitencrashes und zusätzlich im Lastfall bei einem Small-Overlap-Front-Crashs, bei dem zusätzlich eine Energieweiterleitung in die Karosserie erfolgt. Hierdurch ist das Ausknicken einzelner Verstärkungsteile unterbunden. Durch die Erfindung ist es also nicht nur ermöglicht, das Eindringen von Fahrzeugteilen bei einem Seitencrash zu vermeiden. Vielmehr wird auch eine erhöhte Stabilität der Kraftfahrzeugtür im Falle eines Small-Overlap-Front-Crashs erzielt. Für derartige Small-Overlap-Front-Crashs ist es daher nicht notwendig ein zusätzliches Bauteil, beispielsweise ein Rohr oder dergleichen mit entsprechenden Gewichts- und Kostennachteilen in die Verstärkungsvorrichtung einzubringen. Auch müssen weder die A-Säule, noch der Dachrahmen oder der Schweller des Kraftfahrzeuges verstärkt ausgeführt werden, da bei der Erfindung die Tür als Lastpfad für den genannten Lastfall genutzt werden kann.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wenigstens eines Verstärkungsteils mit wenigstens einer Sicke, die sich zumindest partiell über die Längserstreckung des Verstärkungsteils erstreckt, wird nämlich eine entsprechende Verstärkungsvorrichtung für eine Kraftfahrzeugtür bereitgestellt, mit deren Hilfe im Crashfall der Lastpfad durch diese Verstärkungsvorrichtung hindurch läuft und ein entsprechender Energieabbau in die Karosserie erfolgt. Vorteilhaft ist dabei deshalb, wenn sich die Verstärkungsvorrichtung in einem montierten Zustand in der Kraftfahrzeugtür von einem Lasteinleitungspunkt an einer A-Säule des Kraftfahrzeugs bis zu einem Lasteinleitungspunkt in einer B-Säule des Kraftfahrzeugs erstreckt. Dabei ist es auch möglich, dass der Lastpfad nicht ausschließlich in der Verstärkungsvorrichtung liegt, sondern auch über das Türblech von der A-Säule zur B-Säule verläuft.
Weiterhin ist es für eine derartige Funktionsweise der erfindungsgemäßen Verstärkungsvorrichtung vorteilhaft, wenn das innere und äußere Verstärkungsteil im montierten Zustand in der Kraftfahrzeugtür in etwa auf gleicher Höhe und im Wesentlichen gegenüberliegend angeordnet sind.
Erfindungsgemäß wird dadurch eine multifunktionelle Verstärkungsvorrichtung für eine Kraftfahrzeugtür bereitgestellt, in der sowohl die Funktion für einen Seitencrash als auch für einen Frontcrash integriert ist, sodass ein einheitliches Türdesign entwickelt werden kann, ohne dabei separate Lösungen für verschiedene Jurisdiktionen bereitstellen zu müssen, um den jeweiligen gesetzlichen Vorschriften Genüge zu tragen.
Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist dabei wenigstens ein Verstärkungsteil mit zwei im Wesentlichen parallel verlaufenden Sicken versehen. Derartige parallel verlaufende Sicken ermöglichen eine entsprechende Versteifung der Verstärkungsvorrichtung, ohne dass dabei separate zusätzliche Teile oder eine Wanddickenvergrößerung, die mit einer Gewichtszunahme einhergeht, benötigt werden. Dabei kann zum einen vorgesehen sein, dass sich, unabhängig davon, ob eine oder mehrere Sicken vorgesehen sind, die Sicke beziehungsweise die Sicken über die gesamte Längserstreckung des wenigstens einen Verstärkungsteils erstrecken. Allerdings ist es auch möglich, dass derartige Sicken sich nur partiell, insbesondere etwa 50% bis 75%, über die Längserstreckung des jeweiligen Verstärkungsteils erstrecken. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das wenigstens eine, als Hohlkammerprofil ausgebildete Verstärkungsteil, mit einer solchen Sicke beziehungsweise mit solchen Sicken versehen ist.
Weiterhin vorteilhaft ist es dabei, wenn die Sicken im montierten Zustand der Verstärkungsvorrichtung durchgängig zwischen den Lasteinleitungspunkten an der A-Säule und der B-Säule verlaufen.
Um die gewünschten Eigenschaften im Lastfall besonders gut abbilden zu können, ist es weiterhin vorgesehen, dass die Sicken eine Tiefe aufweisen, welche mindestens dem 1,2-fachen der Wandstärke des jeweiligen Verstärkungsteils entsprechen.
Ferner ist es dabei möglich, dass mehrere Sicken vorgesehen sind, die in unterschiedliche Richtungen des jeweiligen Verstärkungsteils senkrecht zur Längserstreckung desselben ausgebildet sind. Bei einem Hohlprofil als Verstärkungsteil können die Sicken auch in unterschiedlichen Ebenen, insbesondere in mehreren Wänden ausgebildet sein.
Damit eine möglichst große Flexibilität bei der Bereitstellung erfindungsgemäßer Verstärkungsvorrichtungen gegeben ist, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die beiden Verstärkungsteile miteinander unverbunden ausgebildet sind. Hierdurch sind die einzelnen Verstärkungsteile der Verstärkungsvorrichtungen separat in einfacher Weise herstellbar, ohne dass beispielsweise eine Durchführung für die Fensterscheibe in einem separaten und aufwendigen Herstellungsvorgang geschaffen werden muss. Hierdurch ist es in einfacher Weise möglich, die Verstärkungsteile an der Kraftfahrzeugtür derart beabstandet anzuordnen, dass zwischen ihnen eine versenkbare Fensterscheibe geführt werden kann. Auch ist es dabei möglich, dass Führungselemente wie Führungsschienen für eine derartige Fensterscheibe zwischen den beiden Verstärkungsteilen anordenbar sind.
Weiterhin als vorteilhaft hat sich herausgestellt, dass die beiden Verstärkungsteile an einem Türinnenblech angeordnet sind. Dabei sind entsprechende Anbindungselemente vorgesehen, sodass die beiden Verstärkungsteile derart beabstandet an dem Türinnenblech angeordnet werden können, dass die Durchführung für eine versenkbare Fensterscheibe gebildet ist.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Verstärkungsteil einen ersten Befestigungsabschnitt in einem ersten Ende und einen zweiten Befestigungsabschnitt in einem zweiten Ende aufweist, wobei der erste Befestigungsabschnitt zur Anbindung an eine dem Türscharnier zugeordneten Wand des Türinnenblechs vorgesehen ist, und der zweite Befestigungsabschnitt an einer dem Türschloss zugeordnete Wand des Türinnenblechs vorgesehen ist. Insbesondere kann der erste Befestigungsabschnitt eine erste Ebene aufspannen, und der zweite Befestigungsabschnitt eine zur ersten Ebene winkelige zweite Ebene aufspannen, wobei der Schnittwinkel zwischen den Ebenen zwischen 50 und 130 Grad beträgt. Ganz besonders bevorzugt weist dazu der erste Befestigungsabschnitt einen Fügeflansch auf, welcher die erste Ebene aufspannt und im Wesentlichen winkelig abgebogen zum Verstärkungsteil ausgebildet ist. Alternativ kann auch der zweite Befestigungsabschnitt einen Fügeflansch aufweisen, welcher winkelig abgebogen zum Verstärkungsteil ausgebildet ist.
Um dabei eine möglichst stabile und gleichzeitig auch leichte Verstärkungsvorrichtung für eine Kraftfahrzeugtür bereitzustellen, hat es sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, dass das wenigstens eine Hohlkammerprofil als Strangpressprofil ausgebildet ist und vorzugsweise aus einem Leichtmetall besonders bevorzugt aus Aluminium beziehungsweise einer Aluminiumlegierung besteht. Derartige aus einem Leichtmetall bestehenden Strangpressprofile haben sich im Automotive-Bereich als Strukturbauteile bereits bewährt und können auch in der erfindungsgemäßen Verstärkungsvorrichtung als eines der Verstärkungsteile eingesetzt werden. Natürlich ist es auch möglich, das andere Verstärkungsteil aus einem Leichtmetall herzustellen. Allerdings ist es auch möglich, dass dieses zweite Verstärkungsteil aus einem Stahl hergestellt ist. Sollte allerdings auch das zweite Verstärkungsteil als Hohlkammerprofil ausgebildet sein, empfiehlt es sich, auch dieses als Strangpressprofil auszubilden und aus einem Leichtmetall insbesondere aus Aluminium beziehungsweise einer Aluminiumlegierung herzustellen. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung der Verstärkungsvorrichtung wird ein entsprechend stabiles sowie leichte Verstärkungsvorrichtung zur Verstärkung der Kraftfahrzeugtür im Crashfall – sowohl bei einem Front- als auch bei einem Seitenaufprall – bereitgestellt.
Weiterhin hat es sich ebenfalls als vorteilhaft erwiesen, dass das wenigstens eine Hohlkammerprofil über seine Längserstreckung einen konstanten Querschnitt aufweist. Derartige Hohlkammerprofile mit konstantem Querschnitt sind dabei verfahrenstechnisch in einfacher Weise als Strangpressprofil herstellbar, da keine Verjüngung beziehungsweise Vergrößerung des Querschnitts des Hohlkammerprofils gegeben ist. Insbesondere können derartige Hohlkammerprofile für eine erfindungsgemäße Verstärkungsvorrichtung in einfacher Weise mit entsprechenden Sicken versehen werden, die sich über die gesamte Längserstreckung der Hohlkammer erstrecken. Insofern ist verfahrenstechnisch eine einfache Möglichkeit gegeben, erfindungsgemäße Verstärkungsvorrichtungen relativ kostengünstig und ohne entsprechende Nachbearbeitung herzustellen.
Allerdings ist es auch möglich, dass erfindungsgemäße Verstärkungsvorrichtungen gegeben sind, dessen wenigstens eine Hohlkammerprofil über seine Längserstreckung einen variierenden Querschnitt aufweist. Bei einer derartigen erfindungsgemäßen Verstärkungsvorrichtung wird das Hohlkammerprofil zwar ebenfalls als Strangpressprofil hergestellt, wobei aber eine entsprechende Nachbearbeitung stattfinden muss, sodass damit der variierende Querschnitt des Hohlkammerprofils über seine Längserstreckung realisiert werden kann. Derartige Variationen im Querschnitt können beispielsweise bereits partiell über die Längserstreckung des Hohlkammerprofils eingebrachte Sicken darstellen. Allerdings ist es auch möglich, dass größere Querschnittänderungen in das Hohlkammerprofil eingebracht werden. Hierzu ist es möglich, ein durch Strangpressen hergestelltes Hohlkammerprofil mittels weiterer Verformungsverfahren wie beispielsweise ein Streckbiegen, Pressformen oder dergleichen entsprechend zu verformen.
Um eine abermalige Versteifung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erreichen, bietet es sich an, dass das wenigstens eine Hohlkammerprofil über seine gesamte Längserstreckung mit wenigstens einem oberen Flansch und/oder wenigstens einem unteren Flansch versehen ist. Derartige über die gesamte Längserstreckung verlaufende Flansche ermöglichen es, dass eine Versteifung beziehungsweise eine Erhöhung der Biege- und Knicksteifigkeit des Hohlkammerprofils erzielt wird, sodass in einem möglichen Crashfall ein stabiler Lastpfad durch das Hohlkammerprofil gegeben ist und so ein Energieabbau in die Karosserie des Kraftfahrzeuges erfolgen kann, ohne dass sich die Kraftfahrzeugtür beziehungsweise die Verstärkungsvorrichtung dabei in ungewollter Weise verformt. Der Flansch kann zudem als Kopplungsstelle für eine Dichtung der Fensterscheibe, für Anbauteile sowie zur Erhöhung der Formgestaltungsmöglichkeiten genutzt werden.
Weiterhin hat es sich auch als vorteilhaft erwiesen, dass wenigstens ein Verstärkungsteil ein Anbindungselement für ein an der Kraftfahrzeugtür zu befestigendes Element aufweist. Ein derartiges Anbindungselement kann beispielsweise eine Spiegelbefestigung sein, die zum Beispiel als eine zusätzliche Hohlkammer des Mehrkammerprofils ausgebildet ist, die sich aber nicht über die gesamte Längserstreckung des Mehrkammerprofils erstreckt. An einer derartigen Spiegelbefestigung, die dann gleichzeitig als Spiegelhalter dient, kann ein entsprechender Außenspiegel des Kraftfahrzeugs angeordnet werden. Hierdurch ist ermöglicht, dass nur ein verkürzter Spiegelarm notwendig ist oder im Idealfall sogar ein separater Spiegelarm eingespart werden kann. Diese Hohlkammer kann dabei während des Strangpressens als separate Hohlkammer über die gesamte Längserstreckung des Hohlkammerprofils gebildet sein, wobei die für die entsprechenden Anbindungselemente nicht benötigten Längenanteile in einer Nachbearbeitung weggeschnitten werden können. Allerdings ist es auch möglich, dass ein derartiges Anbindungselement in einem separaten Arbeitsgang an dem entsprechenden Verstärkungsteil angeordnet wird.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das wenigstens eine Hohlkammerprofil als Mehrkammerprofil mit mehreren durch Trennwände getrennte Teilkammern ausgebildet, wobei sich diese mehrere Kammern über die Längserstreckung der Verstärkungsvorrichtung erstrecken. Durch diese Ausgestaltung des Mehrkammerprofils mit separaten Teilkammern wird nochmals eine Versteifung der Verstärkungsvorrichtung und somit eine erhöhte Biege- und Knicksteifigkeit erreicht, sodass eine abermals verbesserte Energieabfuhr in die Karosserie des Kraftfahrzeuges im Crashfall durch den durch die Verstärkungsvorrichtung laufenden Lastpfad gegeben ist.
Dabei hat es sich zudem als vorteilhaft erwiesen, dass das innere Verstärkungsteil zweischalig ausgebildet ist und ein Hohlkammerprofil ausbildet. Derartige Schalen lassen sich verfahrenstechnisch einfach und kostengünstig durch Pressformen und/oder Rollformen herstellen und zu einem entsprechenden Hohlprofil verbinden.
Vorteilhafterweise ist dabei ein Flächenabschnitt des inneren Verstärkungsteils u-förmig ausgebildet und umfasst eine Zugfestigkeit größer 1000 MPa, insbesondere größer 1450 MPa, wodurch ebenfalls nochmals eine Versteifung beziehungsweise eine Erhöhung der Biege- und Knicksteifigkeit der Verstärkungsvorrichtung erzielt wird. Besonders geeignet sind dafür Manganborstähle, welche warmgeformt beziehungsweise formgehärtet sind. Besonders bevorzugt ist eine Schale u-förmig und warmgeformt ausgebildet und die andere Schale durch eine Fensterrahmenverstärkung ausgebildet und beide Schalen zum Hohlkammerprofil verbunden.
Abschließend soll durch die Erfindung auch noch eine Kraftfahrzeugtür geschützt sein, welche mit einer zuvor beschriebenen Verstärkungsvorrichtung ausgestattet ist.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
1 bis 3: verschiedene Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Verstärkungsvorrichtung, welche bereits in einer Kraftfahrzeugtür montiert ist, in einer Schnittdarstellung,
4: schematische Darstellung eines Teils eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Verstärkungsvorrichtung mit Toleranzausgleich,
5: ein Ausführungsbeispiel eines Hohlkammerprofils einer erfindungsgemäßen Verstärkungsvorrichtung in einer Draufsicht,
6: eine Schnittdarstellung des Hohlkammerprofils der 5 entlang der Ebene A-A,
7: eine Schnittdarstellung des Hohlkammerprofils der 5 entlang einer Schnittebene B-B,
8: das Hohlkammerprofil der 5 als Teil einer erfindungsgemäßen Verstärkungsvorrichtung montiert in einer Kraftfahrzeugtür in einer Draufsicht,
9: ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hohlkammerprofils einer erfindungsgemäßen Verstärkungsvorrichtung in einer Draufsicht,
10: eine Schnittdarstellung des Hohlkammerprofils der 8 entlang der Ebene C-C,
11: eine Schnittdarstellung des Hohlkammerprofils der 8 entlang einer Schnittebene D-D,
12: das Hohlkammerprofil der 8 als Teil einer erfindungsgemäßen Verstärkungsvorrichtung montiert in einer Kraftfahrzeugtür in einer Draufsicht,
13: eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Verstärkungsvorrichtung innerhalb einer Fahrzeugtür,
14 bis 16: ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hohlkammerprofils einer erfindungsgemäßen Verstärkungsvorrichtung in verschiedenen Ansichten und
17–19: ein weiteres anderes Ausführungsbeispiel eines Hohlkammerprofils einer erfindungsgemäßen Verstärkungsvorrichtung.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer in einer Kraftfahrzeugtür 1 angeordneten Verstärkungsvorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung. Sowohl ein inneres Verstärkungsteil 2 als auch ein äußeres Verstärkungsteil 3 der Verstärkungsvorrichtung sind dabei als Hohlkammerprofile 4 ausgebildet. Das innere Verstärkungsteil 2 ist dabei zum Innenraum des Kraftfahrzeuges gerichtet und an einem Türinnenblech 8 der Kraftfahrzeugtür 1 befestigt. Das äußere Verstärkungsteil 3 ist vom Innenraum des Kraftfahrzeuges 1 weggerichtet, aber ebenfalls wie das innere Verstärkungsteil 2 am Türinnenblech 8 montiert. Die Befestigungselemente, welche die beiden Verstärkungsteile 2 und 3 mit dem Türinnenblech verbinden, sind in dieser Figur nicht dargestellt. Nach außen wird die Kraftfahrzeugtür 1 von einem Türaußenblech 16 abgeschlossen. Das als Hohlkammerprofil 4 ausgebildete äußere Verstärkungsteil 3 ist in dieser Darstellung fett dargestellt. Dies soll verdeutlichen, dass das als Hohlkammerprofil 4 ausgebildete äußere Verstärkungsteil 3 zumindest in dem Schnittbereich dickwandiger ausgebildet ist, als das als Hohlkammerprofil 4 ausgebildete innere Verstärkungsteil 2. Durch diese dickwandige Ausbildung des Verstärkungsteils 3 wird eine Schachtverstärkung der Verstärkungsvorrichtung über das äußere Verstärkungsteil 3 erreicht, sodass im Falle eines Crashs beziehungsweise Unfalls, der Lastpfad hauptsächlich durch dieses äußere Verstärkungsteil 3 läuft. Damit die Stabilität des als Hohlkammerprofils 4 ausgebildeten äußeren Verstärkungsteils 3 dabei nochmals erhöht ist und somit im Crashfall die Energie durch dieses als Schachtverstärkung ausgebildete Hohlkammerprofil 4 über einen entsprechenden Lastpfad in die Karosserie abgeleitet wird, ohne dass sich das als Hohlkammerprofil 4 ausgebildete Verstärkungsteil 3 verformt, sind in diesem Ausführungsbeispiel zwei in Richtung des Kraftfahrzeuginnenraums gerichtete Sicken 5 in Längsrichtung auf der Außenwand 18 des Hohlkammerprofils 4 angeordnet. Durch diese Sicken 5 wird die Widerstandsfähigkeit des als Hohlkammerprofil 4 ausgebildeten Verstärkungsteils 3 gegenüber Knick- und Biegebelastungen und auch anderen Verformungen nochmals erhöht.
Die beiden Verstärkungsteile 2 und 3 sind in diesem Ausführungsbeispiel als separate Einzelteile ausgebildet und an dem Türinnenblech 8 der Kraftfahrzeugtür 1 montiert. Zwischen den Verstärkungsteilen 2 und 3 ist dabei eine Durchführung 6 gebildet, durch welche eine hier nicht dargestellte Fensterscheibe 7 in der Kraftfahrzeugtür 1 zwischen dem Türinnenblech 8 und dem Türaußenblech 16 versenkbar ist.
2 zeigt ein der 1 entsprechendes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verstärkungsvorrichtung, welche bereits in eine Kraftfahrzeugtür 1 montiert ist. Allerdings ist dabei das als Hohlkammerprofil 4 ausgebildete innere Verstärkungsteil 2 der Verstärkungsvorrichtung zumindest in dem Bereich dieser Schnittdarstellung dickwandiger ausgebildet als das als Hohlkammerprofil 4 ausgebildete äußere Verstärkungsteil 3. Hierdurch wird eine höhere Stabilität des als Hohlkammerprofil 4 ausgebildeten Verstärkungsteils 2 in diesem Bereich erreicht. Anstelle einer dickwandigeren Ausbildung kann allerdings – und dies gilt auch für das Ausführungsbeispiel der 1 und der Ausführungsbeispiele der nachfolgenden 3 und 4 – auch vorgesehen sein, dass das Verstärkungsteil 2 anstelle größerer Wandstärke eine höhere Zugfestigkeit aufweist, insbesondere durch Verwendung einer höherfesten Aluminiumlegierung oder eines anderen Aushärteverfahrens.
Auch in dem Ausführungsbeispiel der 2 ist das als Hohlkammerprofil 4 ausgebildete äußere Verstärkungsteil 3 mit zwei entlang der Längserstreckung des Verstärkungsteils 3 laufenden Sicken 5 versehen, die an der Außenwand 18 in Richtung des Türinnenblechs eingebracht sind. Auch in diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Verstärkungsteile 2 und 3 als separate Elemente ausgebildet und an dem Türinnenblech 8 montiert. Auch hierbei ist diese Anbindung in der 2 nicht dargestellt.
3 zeigt nun ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verstärkungsvorrichtung. Dabei ist das äußere Verstärkungsteil 3 als Blech 17 ausgebildet, welches mit einer nach außen zum Türaußenblech 16 gerichteten Sicke 5 versehen ist. Das innere Verstärkungsteil ist in diesem Ausführungsbeispiel als Hohlkammerprofil 4 ausgebildet, an dem zusätzlich in seinem oberen Bereich ein integriertes Fensterrahmenunterteil 20 angeordnet ist. Dieses als Hohlkammerprofil 4 ausgebildete innere Verstärkungsteil 3 kann zusammen mit dem Fensterrahmenunterteil 20 in einem Arbeitsschritt als Strangpressteil hergestellt werden und ist somit multifunktional ausgebildet. Durch die einstückige Ausbildung des Verstärkungsteils 2 mit dem Fensterrahmenunterteil 20 wird zudem abermals eine Versteifung erreicht, sodass eine höhere Stabilität beziehungsweise Knick- und Biegesteifigkeit im Crashfall erreicht wird und der Lastpfad durch das Verstärkungsteil 2 hindurchläuft, sodass die Energie im Falle eines Front-Crashs in die Karosserie abgeleitet werden kann, ohne dass eine Verformung der Verstärkungsvorrichtung stattfindet.
4 zeigt nun schematisch die Anbindung eines als äußeres Verstärkungsteil 3 ausgebildeten Hohlkammerprofils 4 an ein Türinnenblech 8 einer Kraftfahrzeugtür. Dabei ist dieses äußere Verstärkungsteil 3 und das Türinnenblech 8 derart konzipiert, dass bei der Montage sowohl ein Toleranzausgleich in Fahrzeuglängsrichtung X als auch in Fahrzeugquerrichtung Y gegeben beziehungsweise möglich ist. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da dadurch bei Montage auftretende Abweichungen in einfacher Art und Weise ausgeglichen werden können, wobei bei der Herstellung der Einzelteile entsprechende Abweichungen im gewissen Ausmaß toleriert werden können, ohne dass dadurch die Montage und die ordnungsgemäße Funktionsweise der Verstärkungsvorrichtung negativ beeinträchtigt sind.
5 zeigt nunmehr ein Ausführungsbeispiel eines äußeren Verstärkungsteils 2, welches als Hohlkammerprofil 4 ausgebildet ist. Ein derartiges Hohlkammerprofil 4 kann durch Strangpressen eines Metalls, insbesondere eines Leichtmetalls wie Aluminium oder dergleichen hergestellt werden und durch eine entsprechende Nachbearbeitung wie Schneiden, Tiefziehen und dergleichen mehr in seine endgültige Form gebracht werden.
Deutlich zu erkennen ist hierbei, dass in der Außenwand 18 des Hohlkammerprofils 4 zwei Sicken 5 eingebracht sind, welche sich im Wesentlichen über zwei Drittel der gesamten Längserstreckung des Hohlkammerprofils 4 erstrecken. In dem linken Bereich dieses Hohlkammerprofils 4 ist dabei ein Anbindungsabschnitt 21 vorgesehen, an dem weitere Teile des Kraftfahrzeugs beziehungsweise der Kraftfahrzeugtür 1 angelenkt werden können. Dies können beispielsweise Spiegelhalterungen, Spiegelarme oder dergleichen mehr sein. Auch hierdurch wird eine höhere Funktionalität der Verstärkungsvorrichtung erreicht und zugleich eine Einzelteilereduktion für das gesamte Kraftfahrzeug erreicht.
Ferner ist am in der Bildebene linken Ende des Verstärkungselements 3, 4 ein Befestigungsabschnitt 22 hier als Fügeflansch dargestellt, mit welchem das Hohlkammerprofil 4 an einem Türinnenblech 8 einer Kraftfahrzeugtür 1 befestigt werden kann. Entsprechend ist an dem anderen, rechten Ende des Hohlkammerprofils 4 ein weiteres Befestigungsabschnitt 23 als abgewinkelter Fügeflansch vorgesehen, mit welchem das Hohlkammerprofil 4 auf dem gegenüberliegenden Ende ebenfalls an dem Türinnenblech 8 der Kraftfahrzeugtür 1 befestigbar ist. Die Fügeflansche beziehungsweise Befestigungsabschnitte 22, 23 sind der Kontur der Wand des Türinnenblechs 8 angepasst ausgebildet und bilden winkelig zueinander aufgespannte Ebenen, sodass ein Toleranzausgleich bei der Befestigung des Verstärkungsteils 4, 5 am Türinnenblech 8 aufgrund eines zusätzlichen Freiheitgrades in Richtung Längsachse und quer zur Längssachse des Verstärkungsteils 3, 4.
Wie insbesondere den Schnittdarstellungen der 6 und 7 entlang der Schnittebenen A-A und B-B zu entnehmen ist, weist das Hohlkammerprofil 4 des inneren Verstärkungsteils 3 über seine Längserstreckung unterschiedliche Querschnitte auf. Dabei ist der Querschnitt im linken Bereich des Hohlkammerprofils 4 der 5, wie in 6 dargestellt, geringer als der Querschnitt des Hohlkammerprofils 4 im rechten Bereich der 5, wie dies in 7 dargestellt ist. Diese unterschiedlichen Querschnitte werden dadurch erreicht, dass das stranggepresste Hohlkammerprofil 4 entsprechend nachgearbeitet wird. Hierbei können verschiedene Verfahren zum Einsatz kommen, wie beispielsweise Pressen, Tiefziehen oder dergleichen mehr.
Wie den 6 und 7 zu entnehmen ist, ist das Hohlkammerprofil 4 der 5 im linken Bereich mit einer Außenwand 18 versehen, die keine Sicken aufweist, dafür allerdings durch Verformung im Querschnitt deutlich verringert ist und eine Anbindungsfläche für ein Anbindungselement 21, insbesondere für einen Spiegelhalter.
In der 7 ist der rechte Bereich des Hohlkammerprofils 4 der 5 gezeigt. Dabei enthält die Außenwand 18 dort zwei nach innen gerichtete Sicken 5, die ebenfalls nach dem Strangpressen des Hohlkammerprofils 4 nachträglich in dieses eingebracht werden.
Wie weiter den 6 und 7 zu entnehmen ist, sind an dem Hohlkammerprofil 4 ein oberer Flansch 14 und ein unterer Flansch 16 angeordnet. Auch diese Flansche 14 und 15 erhöhen die Steifigkeit, insbesondere die Knick- und Biegefestigkeit des Hohlkammerprofils abermals, sodass auch dadurch im Frontcrashfall gewährleistet wird, dass eine Energieweiterleitung entlang des Lastpfades durch das Hohlkammerprofil hindurch in die Karosserie des Kraftfahrzeuges erfolgen kann, ohne dass sich das Hohlkammerprofil 4 beziehungsweise die erfindungsgemäße Verstärkungsvorrichtung verformt.
Dabei ist der obere Flansch 14 auch als Dichtungsaufnahme ausgebildet und lokal der Form der Fensterscheibe 7 angepasst, sodass eine Abdichtung der Fensterscheibe 7 gegeben ist. An dem unteren Flansch 15, der ebenfalls der Knick- beziehungsweise Biegesteifigkeit dient und als Außenhautabstützung an dem Türaußenblech 16 ausgebildet ist, ist zur lokalen oder durchgehenden Abstützung an dem Türaußenblech 16 mit einer Schaumleiste 24 versehen.
In der 8 ist nunmehr das Hohlkammerprofil 4 der 5 in einer Kraftfahrzeugtür 1 montiert dargestellt, wobei hier ein Türaußenblech 16 und weitere Einbauten in der Kraftfahrzeugtür 1 nicht gezeigt sind.
Das als Hohlkammerprofil 4 ausgebildete Verstärkungsteil 3 ist dabei in Befestigungsabschnitten 23 und 22 an dem Türinnenblech 8 der Kraftfahrzeugtür 1 angeordnet. Die Befestigungsabschnitte 22, 23 sind jeweils dem Verlauf des Türinnenblechs angepasst ausgebildet. Deutlich zu erkennen sind hierbei die Sicken 5, die auf der Außenwand 18 des Hohlkammerprofils 4 angebracht sind und auch das Anbindungselement 21, welches hier als Spiegelhalterbefestigung ausgebildet ist.
Ferner ist in dieser Darstellung noch ein Aufprallträger 25 im unteren Bereich der Kraftfahrzeugtür 1 dargestellt, an dem auch weitere Elemente, wie beispielsweise Lautsprecher, Führungsschienen für die hier nicht dargestellte Fensterscheibe 7 und dergleichen mehr angeordnet werden können. Hauptfunktion des Aufprallträgers 25 ist die Verhinderung unzulässig starker Eindringung von Unfallobjekten in den Innenraum bei einem Seitenaufprall.
Die 9 bis 12 zeigen eine den 5 bis 8 entsprechende Darstellung mit einem weiteren Ausführungsbeispiel eines als Hohlkammerprofil 4 ausgebildeten äußeren Verstärkungsteils 3. Wie daraus zu entnehmen ist, enthält die Außenwand 18 des dortigen Hohlkammerprofils 4 zwei Sicken 5, die sich über die gesamte Längserstreckung des Hohlkammerprofils 4 erstrecken.
Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel der 5 bis 8 ist an dem Hohlkammerprofil 4 hier nur ein oberer Flansch 14 angeordnet. Auch dieser kann hierbei als Dichtungsaufnahme zum Abdichten der in den 9 bis 12 nicht dargestellten Fensterscheibe 7 dienen. Weiter wird durch diesen Flansch 14 wie auch in dem Ausführungsbeispiel gemäß den 5 bis 8 die Knick- beziehungsweise Biegesteifigkeit des Hohlkammerprofils 4 nochmals erhöht, wofür der Flansch wenigstens abschnittsweise s-förmig im Querschnitt ausgebildet ist.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind an dem Hohlkammerprofil 4 Befestigungselemente 22 und 23 vorgesehen, mit welchen das Hohlkammerprofil 4 an dem Türinnenblech 8 der Kraftfahrzeugtür 1 befestigbar ist.
In der 13 ist nun schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verstärkungsvorrichtung gezeigt, welche bereits an einem Türinnenblech 8 einer Kraftfahrzeugtür 1 befestigt ist. Dabei ist das innere Verstärkungsteil 2 hier als Blech 17 ausgebildet, während das äußere Verstärkungsteil 3 als Hohlkammerprofil 4 ausgebildet ist. In dieser Darstellung sind keine Sicken 5 dargestellt, da diese Darstellung nur der Verdeutlichung des Krafteintrags im Crashfall dienen soll. Zwischen den beiden Verstärkungsteilen 2 und 3 ist hier deutlich die Durchführung 6 zum Durchführen einer hier nicht dargestellten versenkbaren Fensterscheibe 7 erkennbar. Bei einem Frontalzusammenstoß, insbesondere mit einem Small-Overlap-Crash erfolgt nun ein Krafteintrag entsprechend dem Pfeil F der 13. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Verstärkungsvorrichtung wird diese Kraft durch die Verstärkungsvorrichtung hindurchgeleitet und direkt oder über das Türinnenblech in die Kraftfahrzeugkarosserie, insbesondere in die B-Säule hineingeleitet, wo eine Energieabsorption stattfindet. Hierdurch ist eine besonders vorteilhafte und formstabile Verstärkungsvorrichtung gegeben.
In den 14 bis 16 ist nunmehr ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen als Hohlkammerprofil 4 ausgebildeten äußeren Verstärkungsteils 3 dargestellt. Dabei ist dieses Hohlkammerprofil 4 in drei durch zwei Trennwände 9 und 10 unterteilte Teilkammern 11, 12 und 13 unterteilt. Zusätzlich enthält das Hohlkammerprofil 4 eine weitere Hohlkammer 26, welche als Spiegelbefestigung und Spiegelhalter dient. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist das Hohlkammerprofil 4 mit einem oberen Flansch 14 und einem unteren Flansch 15 versehen, welche ebenfalls zur verbesserten Knick- beziehungsweise Biegesteifigkeit der erfindungsgemäßen Verstärkungsvorrichtung beitragen. Das Hohlkammerprofil 4 dieser Figuren kann dabei einstückig mittels Strangpressen hergestellt werden, wobei dann der Ausgangsquerschnitt entsprechend der Schnittdarstellung der 15 entlang der Schnittebene C-C ausgebildet ist. Dabei verläuft die Hohlkammer 26 auch über die gesamte Längserstreckung des Hohlkammerprofils 4. Nachfolgend wird allerdings die Hohlkammer 26 derart zugeschnitten, dass nur noch eine entsprechende Spiegelhalterung übrig bleibt. Im rechten Abschnitt des Hohlkammerprofils 4 der 14 sind wiederum auf seiner Außenwand 18 zwei längsverlaufende Sicken 5 eingebracht, die die Knick- beziehungsweise Biegesteifigkeit des Hohlkammerprofils 4 und damit der gesamten Verstärkungsvorrichtung erhöhen.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist das Hohlkammerprofil 4 mit einem oberen Flansch 14 und einem unteren Flansch 15 versehen, die ebenfalls der verbesserten Knick- beziehungsweise Biegesteifigkeit dienen, wie das bereits in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen näher dargestellt ist.
Das weitere Ausführungsbeispiel der 17 bis 19 entspricht im Wesentlichen dem der 16 bis 18, wobei hier allerdings die als Spiegelhalterung 26 ausgebildete Hohlkammer 26 als separates Einzelteil nach dem Strangpressen des dortigen Hohlkammerprofils 4 an diesem angeordnet wird. In einem Koordinatendreieck sind dabei auch noch mal die Fahrzeuglängsrichtung X, die Fahrzeugquerrichtung Y und die Fahrzeughochrichtung Z gezeigt.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeugtür
2: Verstärkungsteil
3: Verstärkungsteil
4: Hohlkammerprofil
5: Sicke
6: Durchführung
7: Fensterscheibe
8: Türinnenblech
9: Trennwand
10: Trennwand
11: Teilkammer
12: Teilkammer
13: Teilkammer
14: Flansch
15: Flansch
16: Türaußenblech
17: Blech
18: Außenwand
19: Verbindungsstege
20: Fensterrahmenunterteil
21: Anbindungselement
22: Befestigungsabschnitt
23: Befestigungsabschnitt
24: Schaumleiste
25: Aufprallträger
26: Hohlkammer
F: Kraft
X: Fahrzeuglängsrichtung
Y: Fahrzeugquerrichtung
Z: Fahrzeughochrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19962988 A1 [0002]
EP 1219483 A1 [0003]

Claims

Verstärkungsvorrichtung für eine Kraftfahrzeugtür (1) mit einem inneren Verstärkungsteil (2) und einem davon beabstandeten äußeren Verstärkungsteil (3), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Verstärkungsteile (2, 3) als Hohlkammerprofil (4) ausgebildet ist und dass wenigstens ein Verstärkungsteil (2, 3) mit wenigstens einer Sicke (5) versehen ist, welche sich zumindest partiell über die Längserstreckung des Verstärkungsteils (2, 3) erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verstärkungsteil (2, 3) mit zwei im Wesentlichen parallel verlaufenden Sicken (5) versehen ist. →
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verstärkungsteile (2, 3) miteinander unverbunden ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verstärkungsteile (2, 3) derart beabstandet sind, dass dazwischen eine Durchführung (6) für eine versenkbare Fensterscheibe (7) gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Verstärkungsteile (2, 3) an einem Türinnenblech (8) befestigt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Hohlkammerprofil (4) als Strangpressprofil ausgebildet und vorzugsweise aus einen Leichtmetall besonders bevorzugt aus einer Aluminiumlegierung besteht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Hohlkammerprofil (4) als Mehrkammerprofil mit mehreren durch Trennwände (9, 10) getrennte Teilkammern (11, 12, 13) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Verstärkungsteil (2) zweischalig ausgebildet ist und ein Hohlkammerprofil (4) ausbildet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Flächenabschnitt des inneren Verstärkungsteils u-förmig ausgebildet ist und eine Zugfestigkeit größer 1000 MPa, insbesondere größer 1450 MPa umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Hohlkammerprofil (4) über seine Längserstreckung einen konstanten Querschnitt aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Hohlkammerprofil (4) über seine Längserstreckung einen variierenden Querschnitt aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Hohlkammerprofil (4) über seine gesamte Längserstreckung mit wenigstens einem oberen Flansch (14) und/oder wenigstens einem unteren Flansch (15) versehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verstärkungsteil (2, 3) ein Anbindungselement für ein an der Kraftfahrzeugtür zu befestigendes Element aufweist.
Kraftfahrzeugtür mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen.