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Die Erfindung betrifft ein Türstabilisationssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.
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Auf dem technischen Gebiet der Fahrzeuge besteht eine grundlegende Anforderung darin, Fahrzeuge verkehrssicher zu gestalten. Insbesondere muss im Falle eines Unfalls die eingebrachte Energie derart von der Fahrzeugkarosserie aufgenommen werden, dass möglichst wenig davon auf Fahrzeuginsassen übertragen wird.
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Besonders kritisch sind dabei Seitenaufprallsituationen, da die Knautschzone zwischen einem am Unfall beteiligten externen Objekt und den Fahrzeuginsassen oft besonders klein ist.
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Konventionell wird daher, beispielsweise bei Straßenfahrzeugen im Bereich einer Seitentür, eine möglichst große Überlappung zwischen der Tür und einem Fahrzeugboden angestrebt, so dass die Tür gegen den Fahrzeugboden abgestützt werden kann. Dies wirkt sich allerdings negativ auf die Einstiegshöhe aus und auch auf mögliche Wechselwirkungen mit externen Störkonturen, wie Bordsteinen. Denn zur Vergrößerung der Überlappung der Tür mit dem Fahrzeugboden muss entweder der Fahrzeugboden höher gelegt werden oder die Tür nach unten verlängert werden.
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Die
DE 40 20 745 C2 beschreibt beispielsweise eine Fahrzeugkarosserie, bei welcher die Stabilität im Falle eines Seitenaufpralls dadurch verbessert wird, dass sich ein Längsträger bei Erreichen einer Mindestintensität des Aufpralls verformt und als Falte aufstellt. Die Falte bildet dann eine zusätzliche Stütze für eine Seitentür der Fahrzeugkarosserie.
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Dies Lösung bietet zusätzlichen Schutz jedoch nur für solche Unfälle, in denen die Fahrzeugkarosserie zerstört wird und ist insofern nur einmal verwendbar.
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Eine weitere Lösung zur Erhöhung der Stabilität im Falle eines Seitenaufpralls ist aus der
DE 103 59 056 A1 bekannt. Dabei ist eine Verkrallungsprofilschiene an einem Schweller, der als untere Türzarge fungiert, vorgesehen. An der Tür ist wiederum eine komplementäre Verkrallungsprofilschiene vorgesehen, die im Falle eines Aufpralls in jene des Schwellers eingreifen kann.
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Solche Lösungen sind wiederum wenig flexibel, was die Nutzung des verfügbaren Bauraums angeht, da die Verkrallungsprofilschienen statisch angeordnet sind.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine alternative Lösung für eine unfallsichere Fahrzeugtür zu schaffen, mit der die Einstiegshöhe und mögliche Wechselwirkungen mit externen Störkonturen nicht negativ beeinträchtigt werden. Die Lösung soll ferner den vorhandenen Bauraum effizient nutzen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche 1 und 10 gelöst. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen und der Beschreibung genannten Merkmalen.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Türstabilisationssystem, umfassend:
- - eine Fahrzeugkarosserie mit einer Türzarge;
- - eine an der Fahrzeugkarosserie gelagerte Fahrzeugtür, die gegenüber der Türzarge zwischen einem geöffneten Zustand und einem geschlossenen Zustand verlagerbar ist und die mit einer Verstärkungsstruktur ausgestattet ist; und
- - einen Stabilisationsmechanismus, der im Bereich der Türzarge an der Fahrzeugkarosserie gelagert ist.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Stabilisationsmechanismus von der Fahrzeugtür zwangsgesteuert wird, wenn die Fahrzeugtür in den geschlossenen Zustand verlagert wird, so dass eine Projektion der Verstärkungsstruktur in Richtung der Türzarge zumindest abschnittsweise mit dem Stabilisationsmechanismus überlappt.
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Mit anderen Worten ist ein Betriebszustand des Stabilisationsmechanismus über eine Zwangsbedingung mit einem Betriebszustand der Fahrzeugtür gekoppelt, wobei die Zwangsbedingung rein mechanisch, beispielsweise über eine Kinematik, oder auch aktiv angesteuert, beispielsweise unter Verwendung ansteuerbarer Aktoren, implementiert sein kann. Die Zwangsbedingung stellt sicher, dass die Fahrzeugtür spätestens in ihrem für Seitenunfälle typischen geschlossenen Zustand hinreichend mit dem Stabilisationsmechanismus überlappt, so dass von außen eingebrachte Unfallenergie sicher aufgenommen und über den Stabilisationsmechanismus in die übrige Fahrzeugkarosserie abgeleitet werden kann.
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Unter der Verstärkungsstruktur ist bevorzugt eine zusätzliche in die Fahrzeugtür eingebaute Verstärkung zu verstehen. Ob die Verstärkung eine „zusätzliche“ ist, lässt sich beispielsweise ermitteln, indem geprüft wird, of die Verstärkungsstruktur neben der Unfallsicherheit noch wesentlich an weiteren grundlegenden Funktionen der Fahrzeugtür beteiligt ist oder ob sich ihre Funktion im Wesentlichen in einer Erhöhung der Unfallsicherheit erschöpft. Im einfachsten Fall kann die Verstärkungsstruktur somit auch ein ohnehin an der Fahrzeugtür vorhandener Abschnitt sein, der mechanisch auf eine entsprechende Belastbarkeit zur Aufnahme von Unfallenergie ausgelegt ist.
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In bevorzugter Ausgestaltung des Türstabilisationssystems der Erfindung ist vorgesehen, dass die Projektion der Verstärkungsstruktur in Richtung der Türzarge zumindest abschnittsweise mit dem Stabilisationsmechanismus und der Fahrzeugkarosserie überlappt, wenn die Fahrzeugtür in den geschlossenen Zustand verlagert wird.
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Somit kann bei heftigen Unfällen, falls diese zu einer Deformation des Stabilisationsmechanismus führen, sichergestellt werden, dass der Stabilisationsmechanismus sich in Wirkrichtung der Unfallkräfte weiterhin gegen die Fahrzeugkarosserie abstützen kann. Dies kann bevorzugt im Bereich des Fahrzeugbodens möglich sein.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung des Türstabilisationssystems der Erfindung ist vorgesehen, dass die Projektion der Verstärkungsstruktur in Richtung der Türzarge nicht mit dem Stabilisationsmechanismus überlappt, wenn die Fahrzeugtür sich in dem geöffneten Zustand befindet.
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Mit anderen Worten ist der Stabilisationsmechanismus in diesem Fall vorzugsweise kompakt verstaut und bildet keinerlei Störkontur im Bereich der Fahrzeugtür.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung des Türstabilisationssystems der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stabilisationsmechanismus zwangsgesteuert wird, während die Fahrzeugtür in den geschlossenen Zustand verlagert wird und/oder nachdem die Fahrzeugtür in den geschlossenen Zustand verlagert worden ist.
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Wann genau die Zwangssteuerung einsetzt, ist letztendlich vom zuständigen Fachmann anhand der hierin offenbarten technischen Lehre in Kombination mit den Anforderungen des konkret vorliegenden Fahrzeugs festzulegen. Vorzugsweise setzte die Zwangssteuerung gegen Ende einer Schließbewegung der Fahrzeugtür ein, da somit sichergestellt ist, dass ein Einstiegs- oder Ausstiegsvorgang bereits abgeschlossen ist. Ebenso kann die Zwangssteuerung bevorzugt erst ab dem Ende der Schließbewegung der Fahrzeugtür einsetzen.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung des Türstabilisationssystems der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stabilisationsmechanismus einen Hebel umfasst, der sich im geschlossenen Zustand der Fahrzeugtür in einer Stabilisationslage befindet, in der er mit der Projektion der Verstärkungsstruktur in Richtung der Türzarge zumindest abschnittsweise überlappt und der sich im geöffneten Zustand der Fahrzeugtür in einer Bereitschaftslage befindet, in der er mit der Projektion der Verstärkungsstruktur in Richtung der Türzarge nicht überlappt.
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Eine derartige oder ähnliche Kinematik bildet eine einfache und sichere konstruktive Implementierung des Prinzips der Erfindung.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung des Türstabilisationssystems der Erfindung ist vorgesehen, dass der Hebel durch eine Feder in der Bereitschaftslage gesichert wird.
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Hierdurch wird vorteilhaft sichergestellt, dass der Hebel stets einen definierten Betriebszustand hat. Dies erfolgt über die Feder besonders einfach und sicher.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung des Türstabilisationssystems der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fahrzeugtür ein Mitnehmerelement umfasst, das den Hebel aus der Bereitschaftslage in die Stabilisationslage zu verlagern vermag, während und/oder nachdem die Fahrzeugtür in den geschlossenen Zustand verlagert worden ist.
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Das Mitnehmerelement definiert in diesem Fall die Zwangsbedingung, die je nach Art und Auslegung des Mitnehmerelements flexibel gestaltet werden kann.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung des Türstabilisationssystems der Erfindung ist vorgesehen, dass das Mitnehmerelement eine doppelkeilartige Struktur umfasst, die den Hebel aus seiner Bereitschaftslage in die Stabilisationslage mitzunehmen vermag, während die Fahrzeugtür in den geschlossenen Zustand verlagert wird.
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Diese Art von Mitnehmerelement ist besonders einfach realisierbar und zugleich stabil. So kann beispielsweise ein erster Keilabschnitt den Hebel, nach dem Wirkprinzip eine schiefen Ebene, aus seiner Bereitschaftslage mitnehmen und ein zweiter Keilabschnitt, der sich winkelversetzt an den ersten Keilabschnitt anschließt, kann als Stützelement zur Aufnahme von Unfallkräften dienen.
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In dazu alternativ bevorzugter Ausgestaltung des Türstabilisationssystems der Erfindung ist vorgesehen, dass das Mitnehmerelement einen Mitnehmermechanismus umfasst, der den Hebel aus seiner Bereitschaftslage in die Stabilisationslage verlagert, nachdem die Fahrzeugtür in den geschlossenen Zustand verlagert worden ist.
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Dies bietet den Vorteil, dass die Fahrzeugtür vollständig geschlossen werden kann, bevor das Mitnehmerelement in Erscheinung tritt. Somit ist diese Lösung zwar technisch aufwendiger, bietet jedoch einen erhöhten Komfort, beispielsweise beim Ein- oder Ausstieg in engen Parklücken, in denen die Fahrzeugtür nur einen gewissen Spalt weit geöffnet werden kann.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, umfassend ein Türstabilisationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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Das Fahrzeug ist bevorzugt ein Straßenfahrzeug, wie etwa ein Personen- oder Lastkraftwagen.
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Nochmals mit anderen Worten zusammengefasst, betrifft die Erfindung eine crashsichere Fahrzeugtür, bei der ein Mechanismus beim Schließen der Tür zwangsgesteuert wird und für eine ausreichende Überdeckung der relevanten Strukturteile im Falle eines Aufpralls eines externen Objekts sorgt.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 ein erfindungsgemäßes Fahrzeug;
- 2 ein erfindungsgemäßes Türstabilisationssystem in einer ersten Ausführungsform;
- 3 ein erfindungsgemäßes Türstabilisationssystem in einer zweiten Ausführungsform.
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1 zeigt ein Fahrzeug 10, das gemäß der Erfindung mit einem erfindungsgemäßen Türstabilisationssystem 12 ausgestattet ist.
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Das Türstabilisationssystem 12 umfasst eine Fahrzeugkarosserie 14 mit einer Türzarge 16 und weiterhin eine an der Fahrzeugkarosserie 14 gelagerte Fahrzeugtür 18. Die Fahrzeugtür 18 ist gegenüber der Türzarge 16 zwischen einem geöffneten Zustand 20 und einem geschlossenen Zustand 22 verlagerbar. Dies ist in 2 schematisch näher dargestellt.
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2 zeigt in diesem Zusammenhang das erfindungsgemäße Türstabilisationssystem 12 des Fahrzeugs 10 aus 1 in einer ersten Ausführungsform.
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In einer vereinfachten schematischen Querschnittsansicht A-A, deren Verlauf der Schnittlinie A aus 1 entspricht, sind in 2 die Fahrzeugkarosserie 14 und die Türzarge 16 gezeigt. Die Fahrzeugkarosserie 14 ist exemplarisch im Bereich eines Fahrzeugbodens 24 illustriert, während die Türzarge 16 im Bereich eines Schwellers 26 des Fahrzeugs 10 gezeigt ist. Weiterhin ist die an der Fahrzeugkarosserie 14 gelagerte Fahrzeugtür 18 gezeigt, deren geöffneter Zustand 20 mit gepunkteten Linien illustriert ist und deren geschlossener Zustand 22 mit durchgängigen Linien illustriert ist.
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Es ist ersichtlich, dass die Fahrzeugtür 18 mit einer Verstärkungsstruktur 28 ausgestattet ist. Rein exemplarisch ist die Verstärkungsstruktur 28 hier als zusätzliche Verstärkung in die Struktur der Fahrzeugtür 18 integriert.
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Das Türstabilisationssystem 12 umfasst weiterhin einen Stabilisationsmechanismus 30. Dieser ist im vorliegenden Beispiel im Bereich des Schwellers 26 am Fahrzeugboden 24 gelagert.
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In der hier beschriebenen Ausführungsform umfasst der Stabilisationsmechanismus 30 einen Hebel 32. Dieser ist hier exemplarisch über eine schwenkbare Lagerung 34 am Fahrzeugboden 24 montiert. Die Lagerung 34 kann aber auch in anderer geeigneter Weises erfolgen, ohne dass dabei grundsätzlich vom vorliegenden Ausführungsbeispiel abgewichen werden muss.
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In diesem Beispiel kann der Hebel 32 zwischen einer Bereitschaftslage 36, die wiederum durch gepunktete Linien illustriert ist und einer Stabilisationslage 38, die wiederum durch durchgängige Linien illustriert ist, verlagert werden. Die Bereitschaftslage 36 korrespondiert dabei mit dem geöffneten Zustand 20 der Fahrzeugtür 18 und die Stabilisationslage 38 korrespondiert mit dem geschlossenen Zustand 22 der Fahrzeugtür 18, was im Folgenden näher erklärt wird.
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Ist die Fahrzeugtür 18 geöffnet, so wird der Hebel 32 in diesem Beispiel mit einer Feder 40 in der Bereitschaftslage 36 gesichert und ist gemäß der Darstellung in gepunkteten Linien horizontal ausgerichtet. Eine Projektion 42 der Verstärkungsstruktur 28 in Richtung der Türzarge 16, was bei den meisten Fahrzeugen einer horizontalen Projektion entspricht, weist in dem geöffneten Zustand 20 der Fahrzeugtür 18 keine Überlappung mit dem Stabilisationsmechanismus 30 auf. Alle Komponenten des Stabilisationsmechanismus 30 befinden sich in 2 also unterhalb der Projektionslinie 42.
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Die Fahrzeugtür 18 umfasst weiterhin ein Mitnehmerelement 44, das im vorliegenden Beispiel eine doppelkeilartige Struktur 46 umfasst. Wenn die Fahrzeugtür 18 nun vom geöffneten Zustand 20 in den geschlossenen Zustand 22 verlagert wird, kommt der Hebel 32 in seiner Bereitschaftslage 36 irgendwann mit der doppelkeilartigen Struktur 46 in Kontakt. Rein exemplarisch gleitet der Hebel 32 in 2 ab diesem Moment beim Schließen der Fahrzeugtür 18 an einem unteren Keil 48 der doppelkeilartige Struktur 46 entlang, bis er fast an einen oberen Keil 50 der doppelkeilartige Struktur 46 stößt, wenn die Fahrzeugtür 18 den geschlossenen Zustand 22 erreicht hat.
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In dem geschlossenen Zustand 22 befindet sich der Hebel 32 in der Stabilisationslage 38. In dieser besteht nun eine Überlappung 52 der Projektion 42 der Verstärkungsstruktur 28 mit dem Stabilisationsmechanismus 30 beziehungsweise dem Hebel 32.
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Auf diese Weise wird der Stabilisationsmechanismus 30 von der Fahrzeugtür 18 zwangsgesteuert, wenn die Fahrzeugtür 18 in den geschlossenen Zustand 22 verlagert wird.
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Dadurch, dass die Projektion 42 der Verstärkungsstruktur 28 dann mit dem Stabilisationsmechanismus 30 überlappt, kann im Falle eines Seitenaufpralls auf die Fahrzeugtür 18, falls diese deformiert wird, ein Kontakt zwischen dem oberen Keil 50 der doppelkeilartige Struktur 46 zustande kommen und der Hebel 32 kann sich gegen den oberen Keil 50 stemmen, um die Fahrzeugtür 18 zusätzlich abzustützen.
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Dadurch, dass der Hebel 32 beim Schließen der Fahrzeugtür 18 nach oben geklappt wird, ist auch ohne große Überlappung der Fahrzeugtür 18 mit dem Schweller 26 eine hohe Unfallsicherheit gegeben. Die relative vertikale Anordnung der Fahrzeugtür 18 und des Fahrzeugbodens 24 sind somit sehr flexibel gestaltbar und können unterschiedliche Anforderungen berücksichtigen.
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Dadurch, dass der Hebel 32 erst beim Schließen der Fahrzeugtür 18 nach oben geklappt wird, ist er im geöffneten Zustand 20 der Fahrzeugtür 18 nicht im Wege beziehungsweis bildet keine Störkontur im Zugangsbereich des Fahrzeugs 10.
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3 zeigt das erfindungsgemäße Türstabilisationssystem 12 des Fahrzeugs 10 aus 1 in einer weiteren Ausführungsform. Diese unterscheidet sich im Zusammenwirken des Stabilisationsmechanismus 30 mit der Fahrzeugtür 18 von der Ausführungsform der 1. In 3 wird auf die relevanten Unterschiede eingegangen und insofern auf eine erneute Beschreibung der sich nichtunterscheidenden Merkmale verzichtet.
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Auch 3 zeigt eine vereinfachte schematische Querschnittsansicht A-A, deren Verlauf der Schnittlinie A aus 1 entspricht.
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In diesem Beispiel wird die Fahrzeugtür 18 zunächst in den geschlossenen Zustand 22 verlagert, der in 3 illustriert ist. Erst danach setzt die Zwangssteuerung des Stabilisationsmechanismus 30 ein.
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Unmittelbar nach Erreichen des geschlossenen Zustands 22 befindet sich der Hebel 32 noch in Bereitschaftslage 36. Zu diesem Zeitpunkt besteht zwischen der Projektion 42 der Verstärkungsstruktur 28 noch keine Überlappung.
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Das Mitnehmerelement 44 der Fahrzeugtür 18 weist in diesem Beispiel einen nicht weiter dargestellten Mitnehmermechanismus auf. Das Mitnehmerelement 44 kommt nach oder bei dem Schließen der Fahrzeugtür 18 zunächst mit dem in Bereitschaftslage 36 befindlichen Hebel 32 in Eingriff. Zu diesem Zweck wird das Mitnehmerelement 44 von dem Mitnehmermechanismus in einer entsprechenden Position gehalten.
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Der Mitnehmermechanismus verlagert dann das Mitnehmerelement 44 bei geschlossener Fahrzeugtür 18, um den Hebel 32 sukzessive in die Stabilisationslage 38 zu bringen. Das Mitnehmerelement 44 dient dann auch als Anlagefläche für den Hebel 32 im Fall eines Seitenaufpralls. Zur Verdeutlichung der Abläufe ist eine Zwischenlage 38' des Hebels 32 illustriert.
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Wenn das Mitnehmerelement 44, getrieben durch den Mitnehmermechanismus, den Hebel 32 verlagert, durchläuft dieser dann aus der Bereitschaftslage 36 zunächst die Zwischenlage 38` und gelangt schließlich in die Stabilisationslage 38.
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In der Stabilisationslage 38 besteht dann wieder die Überlappung 52 der Projektion 42 der Verstärkungsstruktur 28 mit dem Stabilisationsmechanismus 30 beziehungsweise dem Hebel 32.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeug
- 12
- Türstabilisationssystem
- 14
- Fahrzeugkarosserie
- 16
- Türzarge
- 18
- Fahrzeugtür
- 20
- geöffneter Zustand
- 22
- geschlossener Zustand
- 24
- Fahrzeugboden
- 26
- Schweller
- 28
- Verstärkungsstruktur
- 30
- Stabilisationsmechanismus
- 32
- Hebel
- 34
- Lagerung
- 36
- Bereitschaftslage
- 38
- Stabilisationslage
- 38`
- Zwischenlage
- 40
- Feder
- 42
- Projektion
- 44
- Mitnehmerelement
- 46
- doppelkeilartige Struktur
- 48
- unterer Keil
- 50
- oberer Keil
- 52
- Überlappung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4020745 C2 [0005]
- DE 10359056 A1 [0007]
