DE102018004380A1

DE102018004380A1 - Verstärkungsteil

Info

Publication number: DE102018004380A1
Application number: DE102018004380.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Fuetterer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2018-06-01
Filing date: 2018-06-01
Publication date: 2019-12-05
Anticipated expiration: 2038-06-02
Also published as: DE102018004380B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verstärkungsteil (22) für einen Türträger (10) einer Seitentür eines Kraftwagens, mit einem ersten Schenkel (24), mittels welchem das Verstärkungsteil (22) mit einem sich entlang einer unteren Türkante und in zumindest teilweiser Überdeckung mit einem Seitenschweller erstreckenden Profilteil der Türträgers (10) verbindbar ist, und mit einem einen Winkel (α) mit dem ersten Schenkel (24) einschließenden zweiten Schenkel (26), mittels welchem das Verstärkungsteil (22) mit einem sich entlang eines in Fahrzeughochrichtung verlaufenden Türrandbereiches (20) und in zumindest teilweiser Überdeckung mit einer dahinter angeordneten Türsäule erstreckenden Profilteil des Türträgers (10) verbindbar ist, und mit einer Aufnahme (28) für einen Seitenaufprallträger (30), wobei das Verstärkungsteil (22) wenigstens eine gegenüber dem Seitenaufprallträger (30) zur Fahrzeugaußenseite hin erhabenen abstehendes Aufnahmeelement (34, 42) aufweist, mittels welchem eine in Fahrzeugquerrichtung von außen nach innen wirkende unfallbedingte Kraft vor dem Seitenaufprallträger (30) aufnehmbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verstärkungsteil für einen Türträger einer Seitentür eines Kraftwagens gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verstärkungsteil für ein Rohbauteil, insbesondere für einen Türträger einer Seitentür, eines Kraftwagens gemäß Oberbegriff des Anspruchs 8.
Im Serienfahrzeugbau von Personenkraftwagen werden üblicherweise Seitentüren eingesetzt, welche als zentrales Bauteil einen rahmenartigen Türträger aufweisen, welcher außenseitig mit einer Türaußenverkleidung und innenseitig mit einer Türinnenverkleidung beplankt wird. Am Türträger werden üblicherweise auch entsprechende Rahmenteile und/oder Führungselemente für zwischen einer angehobenen Schließstellung und einer abgesenkten Offenstellung verstellbare Scheiben befestigt. Neben weitere Ausstattungsteilen wie beispielsweise Fensterhebern oder dergleichen wird am Türträger insbesondere auch zumindest ein Seitenaufprallträger befestigt, welcher im Fall eines Seitenaufpralls eine übermäßige Deformation der Seitentür beziehungsweise eine damit einhergehende, übermäßige Intrusion in die Fahrgastzelle vermeiden soll. Ein derartiger Türträger ist beispielsweise bereits aus der DE 10 2012 012 808 A1 bekannt.
Bei heute üblichen Seitentüren, insbesondere Fondtüren, werden diese in den Ecken durch Bleche verstärkt und durch mindestens ein Prallschaumelement am Seitenschweller abgestützt. Das Blech hat die Aufgabe die Ecke auszusteifen und das Prallschaumelement leitet in Fahrzeugquerrichtung wirkende unfallbedingte Kräfte bei einer Seitenkollision in den Seitenschweller ab. Da in diesem Eckbereich üblicherweise der Seitenaufprallträger mit seinem hinteren unteren Ende am Türträger angebunden ist, ergibt sich bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung im Falle eines Seitenaufpralls eine starke, auf diesen Eckbereich wirkende Zugkraft, welche es abzufangen gilt, um somit eine übermäßige Intrusion dieses unteren hinteren Eckbereichs der Fondtür in Richtung des Innenraums des Kraftwagens zu vermeiden.
Das Verstärkungsteil, welches bislang aus Blech gebildet ist, wird dabei üblicherweise durch Schweißverbindungen an dem Türträger befestigt. Das Prallschaumelement, welches aus einem Kunststoff-Basismaterial gebildet ist, wird entsprechend mit dem Türträger gefügt.
Es wird deutlich, dass die bislang eingesetzte Kombination aus einem Verstärkungsteil im hinteren unteren Eckbereich der Seitentür beziehungsweise im Anbindungsbereich des zugehörigen Seitenschwellers sowie des Prallschaumelements, welches in Fahrzeuglängsrichtung vor dem Verstärkungsteil angeordnet ist, nicht nur relativ schwer und aufwändig in seiner Befestigung am Türträger ist, sondern überdies eine äußerst kostenintensive Lösung darstellt. Neue Anforderungen im Hinblick auf die Unfallschwere bei einem Seitenaufprall machen jedoch zusätzliche Maßnahmen erforderlich, welche bislang nur durch dickere Bleche oder größere Prallschäume kompensiert werden können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verstärkungsteil der eingangs genannten Art zu schaffen, welches eine einfachere und kostengünstigere Verstärkung des Türträgers und Anbindung des Verstärkungsteils an den Türträger ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verstärkungsteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 beziehungsweise durch ein Verstärkungsteil mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
Das Verstärkungsteil gemäß Anspruch 1 umfasst einen ersten Schenkel, mittels welchem das Verstärkungsteil mit einem sich entlang einer unteren Türkante und in zumindest teilweiser Überdeckung mit einem Seitenschweller erstreckenden Profilteil der Türträgers verbindbar ist, und mit einem einen Winkel mit dem ersten Schenkel einschließenden zweiten Schenkel, mittels welchem das Verstärkungsteil mit einem sich entlang eines in Fahrzeughochrichtung verlaufenden Türrandbereiches und in zumindest teilweiser Überdeckung mit einer dahinter angeordneten Türsäule erstreckenden Profilteil des Türträgers verbindbar ist. Zudem umfasst das Verstärkungsteil eine Aufnahme für einen Seitenaufprallträger. Das Verstärkungsteil weist außerdem wenigstens ein gegenüber dem Seitenaufprallträger zur Fahrzeugaußenseite hin erhabenen abstehendes Aufnahmeelement auf, mittels welchem eine in Fahrzeugquerrichtung von außen nach innen wirkende unfallbedingte Kraft vor dem Seitenaufprallträger aufnehmbar ist. Mit anderen Worten umfasst das erfindungsgemäße Verstärkungsteil wenigstens ein Aufnahmeelement zur Aufnahme und Verteilung der in Fahrzeugquerrichtung von außen nach innen wirkenden unfallbedingten Kraft, wobei das Aufnahmeelement dabei so zur Fahrzeugaußenseite hin absteht, dass dieses bezogen auf den Seitenaufprallträger in Fahrzeugquerrichtung über diesen hinaus erhaben absteht. Trifft somit eine Barriere beziehungsweise ein Hindernis auf die Seitentür im Bereich des Verstärkungsteils beziehungsweise des unteren Endes des Seitenaufprallträgers auf, so wird zunächst das wenigstens eine Aufnahmeelement - zumindest mittelbar - getroffen und mit der unfallbedingten Kraft beaufschlagt, bevor eine entsprechende Kraft auf den Seitenaufprallträger wirkt. Erfindungsgemäß wird demzufolge die bislang separate Gestaltung von Verstärkungsteil und zusätzlichem Prallschaumelement dahingehend aufgehoben, dass nunmehr lediglich ein Verstärkungsteil nötig ist, wobei das zumindest eine, abstehende Aufnahmeelement die Funktion des bisher üblichen Prallschaums übernimmt. Im Ergebnis wird somit eine deutlich einfachere und kostengünstigere Verstärkung des Türträgers erreicht.
Das wenigstens eine Aufnahmeelement ist dabei in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorzugsweise im Überdeckungsbereich des Verstärkungsteils mit dem Seitenschweller und/oder der Türsäule angeordnet, sodass bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung infolge eines Seitenaufpralls einer Barriere beziehungsweise eines Hindernisses eine direkte Übertragung der Kräfte über das Aufnahmeelement auf den Seitenschweller beziehungsweise auf die Säulen erfolgen kann. Hierdurch ergibt sich eine besonders günstige Kraftverteilung, sodass Intrusionen auf ein Minimum reduziert werden können.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Verstärkungsteil im Bereich der Aufnahme für den Seitenaufprallträger eine Aussparung auf. Der Seitenaufprallträger kann somit in besonders günstiger Weise auch mit dem Türträger verbunden sein, um eine direkte Anbindung zu ermöglichen, obwohl der Seitenaufprallträger in der Aufnahme des Verstärkungsteils aufgenommen ist und weitestehend daran anliegt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Verstärkungsteil jeweilige, im Crashfall eine Abstützfunktion aufweisende Aufnahmeelemente im Bereich der beiden Schenkel aufweist. Dies hat den Vorteil, dass bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Verstärkungsteils die entsprechend eingetragenen Kräfte sowohl auf den Seitenschweller als auch die Türsäule übertragen werden können.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Verstärkungsteil jeweilige Aufnahmeelemente im Bereich innenseitig des Seitenaufprallträgers aufweist. Wenn im weiteren Verlauf des Unfallszenarios nach der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Aufnahmeelements beziehungsweise der Mehrzahl von Aufnahmeelementen somit auch der Seitenaufprallträger mit einer unfallbedingten Kraft beaufschlagt wird, so kann diese über dahinter liegende Aufnahmeelemente in besonders günstiger Weise auf die dahinter liegende Rohbaustruktur, also insbesondere auf den dahinter verlaufenden Seitenschweller und/oder die dahinter angeordnete Türsäule, übertragen werden. Somit ergibt sich eine noch günstigere Abstützung des Türträgers beziehungsweise der Seitentür in Fahrzeugquerrichtung nach innen.
Das wenigstens eine Aufnahmeelement beziehungsweise die Mehrzahl von Aufnahmeelementen weist dabei jeweils eine nach außen gewandte Stirnseite auf, welche mit einer Ausnehmung versehen ist. Somit ergibt sich bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung ein besonders günstiges Aufnahmevermögen um die entsprechenden Kräfte aufzunehmen und zu verteilen.
Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Verstärkungsteil aus einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Thermoplast, gebildet ist. Hierdurch lässt sich ein besonders gewichtsgünstiges und gleichwohl äußerst stabiles Bauteil erzeugen.
Das Verstärkungsteil gemäß Anspruch 8, welches für ein Rohbauteil, insbesondere für einen Türträger einer Seitentür, eines Kraftwagens vorgesehen ist, weist wenigstens eine Schweißverbindungsstelle zur Verbindung des Verstärkungsteils mit dem Rohbauteil beziehungsweise dem Türträger auf. Um dabei einerseits eine besonders gewichtsgünstige und einfache Verstärkung des Rohbauteils zu erzielen, welche überdies besonders einfach und kostengünstig herstellbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verstärkungsteil aus einem Kunststoff gebildet ist und dass die wenigstens eine Schweißverbindungsstelle durch ein Metallelement, beispielsweise ein Metallplättchen, gebildet ist, welche nach dem Herstellen des Verstärkungsteils unter Ausbildung eines Formschlusses in eine Aufnahme des Verstärkungsteils eingesetzt ist.
Erfindungsgemäß ist demzufolge vorgesehen, das bislang aus einem Metallwerkstoff hergestellte Verstärkungsteil nunmehr aus einem Kunststoff zu gestalten, um somit insbesondere Vorzüge des Gewichts und der bedarfsgerechten Ausgestaltung vollständig nutzen zu können. Um dabei das Kunststoffteil in besonders einfacher Weise mit dem Rohbauteil, beispielsweise dem Türträger, durch entsprechend einfach herstellbare Schweißverbindungen zu verbinden, werden entsprechende Metallelemente vorgesehen, welche nach dem Herstellen des Verstärkungsteils aus Kunststoff unter Ausbildung eines Formschlusses in eine entsprechend zugehörige Aufnahme des Verstärkungsteils eingesetzt werden. Nach dem Herstellen des Formschlusses kann dann das Verstärkungsteil dadurch mit dem Rohbauteil, welches beispielsweise und insbesondere aus einem Blech, einem Metallgussbauteil oder einem sonstigen Metallbauteil gebildet ist, durch ein Schweißverfahren, insbesondere durch Punktschweißen, verbunden werden. Hierbei dienen die jeweiligen, in die Aufnahmen eingesetzten Metallelemente als Fügepartner der entsprechenden Metallbauteile auf Seiten des Rohbauteils beziehungsweise des Türträgers, um somit eine entsprechende Schweißverbindung herzustellen. Im Ergebnis können somit die Vorzüge eines Kunststoffteils mit den Vorzügen der Schweißtechnologie vereinigt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich dabei als vorteilhaft gezeigt, wenn das Metallelement über eine Bajonettverbindung an dem Verstärkungsteil befestigt ist. Eine derartige Bajonettverbindung ist sehr einfach herstellbar und gewährleistet eine besonders sichere Verankerung des Metallelements an dem aus Kunststoff hergestellten Verstärkungsteil.
Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Metallelement einen umlaufenden Kragen aufweist, welcher an einem Randbereich der Aufnahme des Verstärkungsteils abgestützt ist. Somit ergeben sich in Folge der großformatigen Abstützung eine besonders günstige Verankerung des Metallelements an dem aus Kunststoff gefertigten Verstärkungsteil und somit auch eine besonders stabile Festlegung des Verstärkungsteils an dem Rohbauteil beziehungsweise insbesondere an dem Türträger.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Dabei zeigen:

1 eine ausschnittsweise Seitenansicht auf einen hinteren unteren Eckbereich eines Türträgers einer hinteren Seitentür eines Kraftwagens mit einem Verstärkungsteil für den Eckbereich des Türträgers, mit einem ersten Schenkel zur Verstärkung eines sich entlang einer unteren Türkante und in zumindest teilweiser Überdeckung mit einem Seitenschweller erstreckenden Profilteils des Türträgers und mit einem in einem Winkel zu dem ersten Schenkel angeordneten zweiten Schenkel, mittels welchem das Verstärkungsteil mit einem sich entlang eines sich in Fahrzeughochrichtung verlaufenden Türrandbereichs und in zumindest teilweise Überdeckung mit einer dahinter angeordneten Türsäule erstreckenden Profilteil des Türträgers verbindbar ist, und wobei das Verstärkungsteil außerdem eine Aufnahme für ein hinteres unteres Ende eines Seitenaufprallträgers umfasst;
2 eine perspektivische Seitenansicht von außen her auf das separat dargestellte Verstärkungsteil gemäß 1, welches aus einem Kunststoff gestaltet ist und eine Mehrzahl von zur Fahrzeugaußenseite hin erhaben abstehenden Aufnahmeelementen umfasst, welche jeweils gegenüber dem Seitenaufprallträger zur Fahrzeugaußenseite hin hervorstehen;
3 eine perspektivische Seitenansicht auf das Verstärkungsteil gemäß den 1 und 2 in Blickrichtung von der Fahrzeugmitte zur Fahrzeugaußenseite hin;
4 eine ausschnittsweise Perspektivansicht auf eine Schweißverbindungsstelle zur Verbindung des Verstärkungsteils mit dem Türträger, wobei die Schweißverbindungsstelle durch ein Metallelement gebildet ist, welches nach einem Herstellen des Verstärkungsteils unter Ausbildung eines Formschlusses in eine Aufnahme des Verstärkungsteils eingesetzt worden und anschließend über eine dargestellte Schweißelektrode unter Ausbildung einer Punktschweißverbindung mit dem Türträger verbunden wird;
5 eine perspektivische Schnittansicht der Schweißverbindung zwischen dem Metallelement und dem Türträger gemäß 4;
6 eine weitere perspektivische Schnittansicht der Schweißverbindung des Metallelements mit dem Türträger gemäß den 4 und 5; und in den
7a-c jeweilige Perspektivansichten auf das ausschnittsweise erkennbare Verstärkungsteil und das Metallelement, wobei eine Abfolge der Montageschritte des Metallelements an dem Verstärkungsteil unter Ausbildung eines Formschlusses in Gestalt einer Bajonettverbindung erkennbar ist.

1 zeigt in perspektivischer Darstellung mit Blickrichtung in Fahrzeugquerrichtung einen Ausschnitt eines Rohbauteil eines Kraftwagens in Form eines Türträgers 10 für eine hintere Seitentür beziehungsweise einer Fondtür eines Personenkraftwagens. Erkennbar ist hierbei insbesondere ein Eckbereich 12 des Türträgers 10, in welchem ein sich entlang einer unteren Türkante 14 und in zumindest teilweiser Überdeckung mit einem in Fahrzeugquerrichtung dahinter beziehungsweise innenseitig angeordneten Seitenschweller erstreckendes Profilteil 16 unter Einschluss eines entsprechenden Winkels α in ein weiteres Profilteil 18 übergeht, welches sich entlang eines in Fahrzeughochrichtung verlaufenden Türrandbereichs 20 erstreckt und in zumindest teilweiser Überdeckung mit einer in Fahrzeugquerrichtung innenseitig beziehungsweise dahinter angeordneten Türsäule bei geschlossener Seitentür verläuft.
Der Türrandbereich 20 ist demzufolge üblicherweise an den Verlauf des Außenumfangs eines Hinterrads angepasst. Insgesamt ist somit zunächst erkennbar, dass der Türträger 10 in einem hinteren unteren Eckbereich einer Fondtür des Kraftwagens dargestellt ist. Hierbei überdeckt dieser Eckbereich 12 den Kraftwagenrohbau in demjenigen Bereich, in welchem ein hinteres Ende des korrespondierenden Seitenschwellers in die Säulenwurzel der entsprechenden Türsäule, im vorliegenden Fall der C-Säule, übergeht.
In dem besagten Eckbereich ist - wie in 1 erkennbar - ein Verstärkungsteil 22 von außen her, also einem nicht dargestellten Außenhautverkleidungsteil, welches häufig auch als Beplankung der Tür bezeichnet wird, zugewandten Seite auf den Türträger 10 aufgesetzt. Das Verstärkungsteil 22 umfasst hierbei einen ersten Schenkel 24, welcher sich entlang der unteren Türkante 14 des Türträgers 10 erstreckt und mit dem korrespondierenden Profilteil 16 des Türträgers 10 verbunden ist. Zudem umfasst das Verstärkungsteil 22 einen zweiten Schenkel 26, welcher sich in Überdeckung mit dem Profilteil 18 des Türträgers 10 unter Ausbildung des bereits im Zusammenhang mit dem Türträger 10 beschriebenen Winkels α befindet. Die beiden Schenkel 24 und 26 schließen miteinander einen stumpfen Winkel α ein.
Das Verstärkungsteil 22 ist vorzugsweise als ein einstückiges Kunststoffteil ausgebildet, welches beispielsweise in einem Press- oder Spritzverfahren in einem Schritt herstellbar ist.
Im Übergangsbereich beziehungsweise im Eckbereich 12 zwischen den beiden Schenkeln 24, 26 ist eine Aufnahme 28 für einen Seitenaufprallträger 30 vorgesehen. Im vorliegenden Fall weist die Aufnahme 28 eine Aussparung 32 auf, sodass der Seitenaufprallträger 30 mit seinem hinteren unteren Ende unmittelbar mit dem Eckbereich 12 des Türträgers 10 verbunden werden kann beziehungsweise ist. Das heißt, sofern sich der Türträger 10 und der auch als SAPS-Profil (Seitenaufprallschutz-Profil) bezeichnete Seitenaufprallträger 30 aus dem gleichen Material hergestellt sind, als beispielsweise aus Metall, so können diese in vorteilhafter Weise, beispielsweise durch Schweißen, miteinander verbunden werden. Gleichfalls wäre hier auch eine Lösung denkbar, bei welcher der Seitenaufprallträger 30 zumindest partiell unter Vermittlung des Verstärkungsteils 22 mit dem Türträger 10 verbunden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel könnten das SAPS-Profil und das Verstärkungsteil aus dem gleichen Material hergestellt sein, beispielsweise einem Kunststoffmaterial, so dass auch hier eine stoffschlüssige Verbindung dieser Teile miteinander möglich wäre.
Der Seitenaufprallträger 30 erstreckt sich im vorliegenden Fall schräg von vorne oben nach hinten unten in Fahrzeuglängsrichtung. In Zusammenschau mit den 2 und 3, welche in jeweiligen perspektivischen Seitenansichten in Blickrichtung von der Fahrzeugaußenseite beziehungsweise von der Fahrzeugmitte her das Verstärkungsteil 22 zeigen, soll dessen Form und Ausgestaltung nun im Weiteren näher erläutert werden.
Das Verstärkungsteil 22 ist im vorliegenden Fall als einstückiges Kunststoffteil ausgebildet, wobei es insbesondere aus einem PA 6 (Polyamid 6) mit 60 % Glasfaseranteil gebildet ist. Ein derartiger faserverstärkter Kunststoff hat den Vorteil, dass dieser gemeinsam mit den übrigen Bauteilen der Seitentür eine kathodische Tauchlackierung ohne Beeinträchtigung durchlaufen kann und auf eine Wärmeausdehnung auf den Stahlwerkstoff des Türträgers 10 abgestimmt ist. Der Türträger 10 selbst kann natürlich auch aus anderen Werkstoffen, insbesondere Metallwerkstoffen, gebildet sein, beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung, wobei dann das Verstärkungsteil 22 hinsichtlich seines Materials entsprechend anzupassen ist.
Das Verstärkungsteil 22 umfasst im vorliegenden Fall eine Mehrzahl von Aufnahmeelementen 34, und zwar insbesondere zwei Aufnahmeelemente 34 im Bereich des ersten Schenkels 24 und zwei Aufnahmeelemente 34 im Bereich des zweiten Schenkels 36.
Diese Aufnahmeelemente 34 sind im vorliegenden Fall beispielsweise als im Wesentlichen kegelstumpfförmige, zylinderstumpfförmige oder quaderförmige Strukturen des Kunststoffbauteils beziehungsweise Verstärkungsteils 22 ausgebildet. Sie umfassen jeweilige Mantelseiten 36 und Stirnseiten 38, welche mit einer jeweiligen Ausnehmung 40 versehen sind.
In Zusammenschau mit 1 ist nun erkennbar, dass diese Aufnahmeelemente 34 gegenüber dem Seitenaufprallträger 30, das heißt zumindest dem Teil des Seitenaufprallträgers 30, welcher sich in Überdeckung mit dem Verstärkungsteil 22 befindet, zur Fahrzeugaußenseite hin erhaben abstehen beziehungsweise über den Seitenaufprallträger 30 nach außen hin überstehen, sodass bei einer in Fahrzeugquerrichtung von außen nach innen in Richtung Fahrgastraum wirkenden, unfallbedingten Kraft zunächst die Aufnahmeelemente 34 beziehungsweise deren Stirnseiten 38 kraftbeaufschlagt werden und zwar bevor das untere Ende des Seitenaufprallträgers 30 mit einer entsprechenden, unfallbedingten Kraft beaufschlagt wird. Überdies sind die Aufnahmeelemente 34 so angeordnet, dass sich diese im Überdeckungsbereich des Verstärkungsteils 22 mit dem jeweiligen, dahinter angeordneten Seitenschweller und/oder der jeweiligen, dahinter angeordneten Türsäule (C-Säule) befinden. Bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung beziehungsweise einem Eindringen eines Hindernisses in die Seitentür ergibt sich somit eine besonders günstige und direkte Kraftbeaufschlagung beziehungsweise Abstützung der Seitentür an den dahinterliegenden Strukturen des Rohbaus der Personenkraftwagens in Form des Seitenschwellers beziehungsweise der Türsäule, sodass entsprechende Intrusionen in dem Innenraum des Kraftwagens erheblich reduziert werden können. Durch das Verstärkungsteil 22, welches mit dem Türträger 10 auf im Weiteren noch näher beschriebene Weise verbunden ist, ergibt sich außerdem eine entsprechende Aussteifung des Eckbereichs 12, sodass bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Seitenaufprallträgers im weiteren Verlauf des Unfallszenarios eine besonders günstige Versteifung des Eckbereichs 12 des Türträgers 10 beziehungsweise der Seitentür insgesamt gegeben ist. Durch das Verstärkungsteil 22 ergibt sich somit eine Art Zugankereffekt, welcher verhindert, dass der Seitenaufprallträger 30 übermäßig in den Innenraum des Kraftwagens hineingezogen wird.
Festzuhalten bleibt, dass die Aufnahmeelemente 34 als äußerst stabile, domartig ausgebildete, das heißt über den Seitenaufprallträger in Richtung der Fahrzeugaußenseite hinaus ragende Abstützelemente ausgebildet sind, so dass bei einem Anprall an die Tür die Crashkräfte von diesen abstützt beziehungsweise über diese in die dahinterliegenden Crashstrukturen eingeleitet werden.
Wie insbesondere aus den 2 und 3 erkennbar ist, sind außerdem weitere Aufnahmeelemente 42 in Fahrzeugquerrichtung innenseitig des Seitenaufprallträgers 30 angeordnet. Somit ist gewährleistet, dass bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung im Verlauf des Unfallszenarios auf Kräfte, welche auf das untere Ende des Seitenaufprallträgers 30 wirken, in optimaler Weise zur Fahrzeugmitte hin am Eckbereich als Übergangsbereich zwischen Seitenschweller und Türsäule in optimaler Weise aufgenommen und abgestützt werden können.
Insbesondere aus 2 geht hervor, dass die Aufnahmeelemente 34 und 42 entlang der Längserstreckung des Verstärkungsteils 22 quasi aufgereiht sind, wobei zwischen jeweils benachbart angeordneten Aufnahmeelementen jeweils ein Abstand vorgesehen ist. Dabei sind die Aufnahmeelemente 42 unmittelbar am Rand der Aussparung 32 angeordnet und damit in einem Bereich, der aufgrund der Anbindung des SAPS-Profils am Türträger und/oder am Verstärkungsteil bei einem Lasteintrag in das SAPS-Profil möglichst lange, das heißt auch hohen Crashkräften standhalten soll, damit eine Intrusion der Tür zumindest reduziert ist.
Wie insbesondere aus 1 erkennbar ist, ist das Verstärkungsteil 22 so geformt, dass dieses in optimaler Weise an der in Fahrzeugquerrichtung korrespondierenden Außenseite des Türträgers 10 abgestützt ist. Hierdurch ergibt sich im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung ebenfalls eine großformatige und gleichmäßige Abstützung des Verstärkungsteils 22 in Fahrzeugquerrichtung nach innen hin.
Anhand der 4 bis 7c soll nun im Weiteren die konkrete Art der Befestigung des Verstärkungsteils an dem Türträger 10 erläutert werden. Da der Türträger 10 aus einem Metallwerkstoff gebildet ist und das Verstärkungsteil 22 aus einem faserverstärkten Thermoplast-Kunststoff, ist im vorliegenden Fall eine besondere Verbindung erforderlich. Diese wird durch eine Mehrzahl von Metallelementen 44 gebildet, welche - wie dies aus den 4 bis 6 erkennbar ist - in jeweils zugeordneten Aufnahmen 46 innerhalb des Kunststoffs des Verstärkungsteils 22 aufgenommen sind.
Wie dies aus den 7a bis 7c in einer jeweiligen Perspektivansicht erkennbar ist, werden die vorliegend tellerartigen Metallelemente 44 unter Ausbildung des jeweiligen Formschlusses in die zugehörige Aufnahme 46 des Verstärkungsteils 22 eingesetzt und fixiert. Dies erfolgt beim vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils mittels eines Bajonettverschlusses, welcher eine schnell herstell- und lösbare mechanische Verbindung zweier Teile durch ein Ineinanderstecken derselben und eine Relativdrehbewegung zum Verbindung und einer Relativdrehbewegung in entgegengesetzter Richtung zum wieder Trennen ist.
Aus 7a ist dabei zunächst die konkrete Ausführung der jeweiligen Aufnahme 46 erkennbar. Diese umfasst zunächst einen zumindest im Wesentlichen umlaufenden Randbereich 48, welcher im Bereich zweier sich diametral gegenüberliegenden Halteelemente unterbrochen ist. Die Halteelemente 50 sind dabei gegenüber dem Randbereich 48 zurückversetzt angeordnet. Das jeweilige Metallelement 44 ist im vorliegenden Fall tellerartig ausgebildet und umfasst vorliegend vier, in einem jeweiligen Winkel von 90° zueinander am Außenumfang verteilt angeordnete Randelemente 52, welche einerseits zur Abstützung des Metallelements 44 am korrespondierenden Randbereich 48 und andererseits zur Fixierung mittels der Halteelemente 50 dienen. Durch entsprechende radiale Ausrichtung kann dabei - wie dies aus 7a erkennbar ist - zunächst das jeweilige Metallelement 44 auf dem Randbereich 48 der korrespondierenden Aufnahme 46 aufgesetzt werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass das jeweilige Metallelement 44 radial so ausgerichtet ist, dass ein Freiraum 54 zwischen jeweils benachbarten Randelementen 52 jeweils im Bereich oberhalb des korrespondierenden Haltelements 50 angeordnet ist.
In einer derartigen Orientierung kann - wie dies aus 7b erkennbar ist - das Metallelement 44 in die korrespondierende Aufnahme 46 eingesetzt werden, wobei sich nach dem Einsetzen das Metallelement 44 mit seinen Randelementen 52 am Randbereich 48 des Verstärkungsteils 22 abstützt.
Sodann kann gemäß 7c das Metallelement um etwa 45° in die eine oder andere Richtung über eine Mittelachse verdreht werden, damit die jeweiligen Randelemente 52 des Metallelements 44 in Eingriff mit den korrespondierenden Halteelementen 50 des Verstärkungsteils 22 kommen. Die Halteelemente 50 sind dabei so ausgebildet, dass sich eine klemmende Anordnung des Metallelements 50 mit seinen Randelementen 52 innerhalb der Aufnahme 46 realisieren lässt.
Insgesamt ist somit erkennbar, dass das jeweilige Metallelement 44 über eine Bajonettverbindung unter Ausbildung eines Formschlusses an dem Verstärkungsteil 22 befestigt ist. Es ist klar, dass hier auch andere Formschlussverbindungen denkbar sind. Beispielsweise könnte im Randbereich der jeweiligen Aufnahme 46 auch ein Gewinde eingeformt sein, in welches ein Randbereich des Metallelements 44 eingeschraubt
Insbesondere in Zusammenschau mit den 5 und 6, welche in einer jeweiligen perspektivischen Schnittansicht eines der am Verstärkungsteil 22 befestigten Metallelemente 44 zeigen, wird erkennbar, dass die Randelemente 52 in ihrer Höhe relativ zu einem Boden 54 so abgestimmt sind, dass dieser Boden 54 unterseitig planparallel mit einem entsprechenden Randbereich 56 des Verstärkungsteils 22 verläuft. Mithin sind die Metallelemente 44 so ausgebildet und innerhalb der korrespondierenden Aufnahme 46 angeordnet, dass der Boden 54 beim Anlegen des Verstärkungsteils 22 an einem korrespondierenden Randbereich 58 des Türträgers 10 ebenfalls mit diesem Wandbereich in Kontakt steht.
Hierdurch ist es möglich - wie in den 4 und 5 angedeutet, eine Punktschweißverbindung zwischen dem jeweiligen Metallelement 44 und dem Türträger 10 herzustellen. Die wesentliche Funktion der jeweiligen Metallelemente 44 besteht demzufolge darin, dass das an sich aus Kunststoff geschaffene Verstärkungsteil 22 in einfacher Weise durch eine Schweißverbindung, insbesondere eine Punktschweißverbindung, mit dem Türträger 10 verbunden werden kann. Im vorliegenden Fall ist in den 4 und 5 eine Elektrode 60 zum Punktschweißen kenntlich gemacht.
In 1 sowie in den 2 und 3 sind dabei eine Mehrzahl der Metallelemente 44 erkennbar, welche jeweilige Schweißverbindungsstellen 64 darstellen, über welche das Kunststoff- beziehungsweise Verstärkungsteil 22 mit dem Türträger 10 auf einfache und stabile Weise verbunden werden kann. Das Verstärkungsteil 22 kann dabei auch bei anderen Anwendungen in einem Rohbau beziehungsweise einem Rohbauteil eines Personenkraftwagens zum Einsatz kommen, wobei - wie im vorliegenden Fall - auch Türen, Klappen oder dergleichen unter Rohbauteilen zu subsummieren sind. So kann das beschriebene Verstärkungsteil 22 nicht nur an einer hinteren Seitentür beziehungsweise Fondtür eingesetzt werden, sondern beispielsweise auch an einer vorderen Seitentür.
Der Türträger 10 ist dabei in üblicher Weise außenseitig durch eine Türaußenverkleidung und innenseitig durch eine Türinnenverkleidung verkleidbar.
Neben den Punktschweißverbindungen kann das Verstärkungsteil über eine Verklebung mit dem Türträger 10 verbunden sein. Dies bietet den weiteren Vorteil einer steiferen Verbindung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012012808 A1 [0002]

Claims

Verstärkungsteil (22) für einen Türträger (10) einer Seitentür eines Kraftwagens, mit einem ersten Schenkel (24), mittels welchem das Verstärkungsteil (22) mit einem sich entlang einer unteren Türkante und in zumindest teilweiser Überdeckung mit einem Seitenschweller erstreckenden Profilteil der Türträgers (10) verbindbar ist, und mit einem einen Winkel (α)mit dem ersten Schenkel (24) einschließenden zweiten Schenkel (26), mittels welchem das Verstärkungsteil (22) mit einem sich entlang eines in Fahrzeughochrichtung verlaufenden Türrandbereiches (20) und in zumindest teilweiser Überdeckung mit einer dahinter angeordneten Türsäule erstreckenden Profilteil des Türträgers (10) verbindbar ist, und mit einer Aufnahme (28) für einen Seitenaufprallträger (30), wobei das Verstärkungsteil (22) wenigstens eine gegenüber dem Seitenaufprallträger (30) zur Fahrzeugaußenseite hin erhabenen abstehendes Aufnahmeelement (34, 42) aufweist, mittels welchem eine in Fahrzeugquerrichtung von außen nach innen wirkende unfallbedingte Kraft abstützbar ist.
Verstärkungsteil (22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Aufnahmeelement (34, 42) im Überdeckungsbereich des Verstärkungsteil (22) mit dem Seitenschweller und/oder der Türsäule angeordnet ist.
Verstärkungsteil (22) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsteil (22) im Bereich der Aufnahme (28) eine Aussparung (32) für den Seitenaufprallträger (30) aufweist.
Verstärkungsteil (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsteil (22) jeweilige Aufnahmeelemente (34, 42) im Bereich der beiden Schenkel (24, 26) aufweist.
Verstärkungsteil (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsteil (22) jeweilige Aufnahmeelemente (34, 42) im Bereich innenseitig des Seitenaufprallträgers (30) aufweist.
Verstärkungsteil (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Aufnahmeelement (34, 42) eine nach außen gewandte Stirnseite (38) aufweist, welche mit einer Ausnehmung (40) versehen ist.
Verstärkungsteil (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsteil (22) aus einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Thermoplast, gebildet ist.
Verstärkungsteil (22) für ein Rohbauteil, insbesondere für einen Türträger (10) einer Seitentür, eines Kraftwagens, welches wenigstens eine Schweißverbindungsstelle (64) zur Verbindung des Verstärkungsteils (22) mit dem Rohbauteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsteil (22) aus einem Kunststoff gebildet ist und dass die wenigstens eine Schweißverbindungsstelle (64) durch ein Metallelement (44) gebildet ist, welche nach dem Herstellen des Verstärkungsteils (22) unter Ausbildung eines Formschlusses in eine Aufnahme (46) des Verstärkungsteils (22) eingesetzt ist.
Verstärkungsteil (22) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallelement (44) über eine Bajonettverbindung an dem Verstärkungsteil (22) befestigt ist.
Verstärkungsteil (22) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallelement (44) einen umlaufenden Kragen aufweist, welcher an einem Randbereich (56, 58) der Aufnahme (46) des Verstärkungsteils (22) abgestützt ist.