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Die Erfindung betrifft eine Seitentür für einen Kraftwagen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Seitentür ist beispielsweise bereits aus der
DE 20 2004 010 741 U1 bekannt und umfasst zwischen Türaußenbeplankung und Türinnenseite jeweils zumindest ein Prallelement, welches auf der gleichen Höhe wie eine Längsträgerstruktur auf beiden Fahrzeugseiten angeordnet ist.
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Aus der
DE 10 2013 009 923 A1 ist eine Seitentür für einen Personenkraftwagen bekannt, welche einen Seitenschweller in Fahrzeugquerrichtung nach außen hin zumindest bereichsweise überdeckt und wenigstens ein Abstützelement aufweist, mittels welchem die Seitentür bei einer in Fahrzeugquerrichtung von außen nach innen auf die Seitentür wirkenden unfallbedingten Kraftbeaufschlagung an dem Seitenschweller abstützbar ist. Das Abstützelement ist dabei beispielsweise als Prallschaum ausgebildet und wirkt bei einem Seitenaufprall als Pralldämpfer.
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Schließlich ist aus der
DE 10 2015 012 262 A1 eine Seitentür für einen Personenkraftwagen bekannt, bei welchem zwischen einem Türinnenteil und einem Türrohbau auf Höhe eines Seitenschwellers ein flächiges Verstärkungsteil mit einer Mehrzahl von zu einem Außenbeplankungselement der Seitentür hin offenen Profilen vorgesehen ist.
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Seitentüren von Kraftwagens sollen sich bei einem Seitenaufprall nicht übermäßig deformieren beziehungsweise in die Fahrgastzelle des Kraftwagens hinein deformieren, um die Verletzungsgefahr für die Insassen gering zu halten. Daher müssen Seitentüren insbesondere im Bereich ihres Türbodens, welcher außenseitig auf Höhe eines seitlich korrespondierenden Seitenschwellers angeordnet ist, sehr steif ausgebildet sein, um die bei einer Seitenkollision insbesondere zentral auf die Seitentür wirkenden Kräfte an dem dahinterliegenden Seitenschweller beziehungsweise auch an dahinterliegenden Türsäulen, welche die Türöffnung der Seitentür begrenzen, weitergeben zu können und nicht über diese Karosserieteile beziehungsweise -bereiche hinweg in Richtung des Fahrgastraumes eingezogen werden, was eine erhöhte Intrusion zur Folge hätte. Dabei ist insbesondere auch zu berücksichtigen, dass es Unfallszenarien gibt, bei welchen eine entsprechende Barriere, welche zentral auf die Seitentür auftrifft, mittig weicher ist als in den Außenbereichen. Dies führt dazu, dass an die jeweiligen Türsäulen weniger Energie übertragen werden kann und die Seitentüren selbst am meisten Aufprallenergie abbekommen. Zudem ist es ein Problem, wenn die Barriere oberhalb des Seitenschwellers auf die Seitentür auftrifft und daher die Seitentür relativ tief in die Fahrgastzelle eindringen kann, wenn nicht anderweitige Maßnahmen getroffen werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Seitentür der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einem Seitenaufprall ein verbessertes Unfallverhalten aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Seitentür mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit günstigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Seitentür für einen Kraftwagen umfasst ein Türinnenteil und eine außenseitige Türaußenbeplankung, zwischen welchen ein Verstärkungselement angeordnet ist, welches sich in einem Türbodenbereich und zwischen jeweiligen Überdeckungsbereichen der Seitentür mit einer in Fahrzeugquerrichtung dahinter angeordneten Türsäule und einem jeweiligen Seitenschweller der Kraftwagenkarosserie erstreckt und jeweilige Kunststoffschaumkörper umfasst. Um dabei eine Seitentür zu schaffen, welche ein verbessertes Unfallverhalten aufweist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verstärkungselement zumindest in den jeweiligen Überdeckungsbereichen der Seitentür mit der dahinter angeordneten jeweiligen Türsäule und dem Seitenschweller jeweils zugehörige Kunststoffschaumkörper aufweist, welche über ein Profilelement aus einem gegenüber den Kunststoffschaumkörpern andersartigen Material miteinander verbunden sind. Demzufolge ist erfindungsgemäß ein Zusammenbau aus zumindest zwei Kunststoffschaumkörpern vorgesehen, welche in denjenigen Überdeckungsbereichen der Seitentür angeordnet sind, welche sich in Fahrzeugquerrichtung in Überdeckung mit jeweils dahinter angeordneten Türsäulen und dem zwischen diesen in Kraftwagenlängsrichtung verlaufenden Seitenschweller befinden, sowie ein Profilelement, welches die zumindest zwei Kunststoffschaumkörper miteinander verbindet. Hierbei ist das Profilelement aus einem gegenüber den Kunststoffschaumkörpern andersartigen Material, beispielsweise einem Metallwerkstoff oder einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, hergestellt, wobei sich das Profilelement über den mittleren Bereich der Seitentür und auf Höhe des Türbodenbereichs erstreckt und hierdurch bei einem Seitenaufprall besonders hohe Kräfte aufnehmen kann. Diese Kräfte werden dann über die Kunststoffschaumkörper besonders günstig an die in Fahrzeugquerrichtung dahinter angeordneten Türsäulen übertragen, sodass die Seitentür über das Profilelement im Türbodenbereich äußerst günstig abgestützt ist. Zudem ist durch das Verstärkungselement der Türbodenbereich besonders günstig ausgesteift und abgestützt, sodass die Seitentür auch bei Barrieren, welche oberhalb des dahinter angeordneten Seitenschwellers auf die Seitentür auftreffen, besonders günstig ausgesteift und am Seitenschweller abgestützt ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in einem mittleren Bereich des Verstärkungselements ein weiterer Kunststoffkörper an dem Profilelement angeordnet. Hierdurch ist das Verstärkungselement beziehungsweise das Profilelement auch im mittleren Bereich der Seitentür besonders günstig am dahinter angeordneten Seitenschweller abstützbar.
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Weiterhin hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Profilelement des Verstärkungselements aus einem Metallwerkstoff oder einem insbesondere faserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist. Derartige Werkstoffe eignen sich zu besonders hohen Energieaufnahmen und können dabei auch äußerst gewichtsgünstig und kostengünstig hergestellt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Kunststoffschaumkörper zur Fahrzeugmitte hin an dem Türinnenteil abgestützt sind. Hierdurch ergibt sich unter Vermittlung des Türinnenteils auch eine besonders günstige Abstützung der Kunststoffschaumkörper beziehungsweise des Verstärkungselements insgesamt an den Türsäulen beziehungsweise dem Seitenschweller.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Kunststoffschaumkörper an Halteaufnahmen aufgenommen, welche mit dem Profilelement zumindest mittelbar verbunden sind. Sind die Halteaufnahmen beispielsweise unmittelbar mit dem Profilelement verbunden, so können anschließend die Kunststoffschaumkörper beispielsweise an den Halteaufnahmen befestigt werden. Alternativ hierzu können die Halteaufnahmen auch mittelbar - unter Vermittlung der Kunststoffschaumkörper - mit dem Profilelement verbunden sein.
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In diesem Zusammenhang hat es sich als weiter vorteilhaft gezeigt, wenn die Halteaufnahmen als die Kunststoffschaumkörper begrenzende, zum Türinnenteil hin offene Schalenelemente ausgebildet sind. Die Kunststoffschaumkörper können dann in einfacher Weise innerhalb der Schalenelemente angeordnet sein.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Halteaufnahmen aus einem Metallwerkstoff oder einem insbesondere faserverstärkten Kunststoff ausgebildet sind. Aus derartigen Werkstoffen hergestellte Halteaufnahmen sind besonders stabil und gewichtsgünstig herstellbar.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Halteaufnahmen mit dem Profilelement gefügt, insbesondere verschweißt. Hierdurch ergibt sich ein besonders günstiger Verbund zwischen den Halteaufnahmen und dem Profilelement.
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Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Kunststoffschaumkörper an den Halteaufnahmen durch Fügen und/oder durch mechanische Verbindungsmittel und/oder durch eine formschlüssige Verbindung, insbesondere eine Rastverbindung, verbunden sind. Je nach gewählter Verbindung lassen sich dabei besonders einfach montierbare und gleichermaßen stabile Zusammenbauten der Kunststoffschaumkörper mit den Halteaufnahmen erzielen.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele 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.
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Dabei zeigen:
- 1a, 1b eine Perspektivansicht und eine Seitenansicht auf die erfindungsgemäße Seitentür für einen Personenkraftwagen mit einem Verstärkungselement im Türbodenbereich gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 eine Perspektivansicht auf das innerhalb der Seitentür angeordnete Verstärkungselement gemäß den 1a und 1b;
- 3a, 3b jeweilige perspektivische Schnittansichten der erfindungsgemäßen Seitentür entlang einer in Fahrzeughochrichtung beziehungsweise in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Schnittebene;
- 4 eine Seitenansicht auf eine Seitentür für einen Personenkraftwagen mit einem Verstärkungselement gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
- 5a, 5b eine jeweilige Draufsicht auf das Verstärkungselement der Seitentür gemäß 4.
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In 1a und 1b ist in einer Perspektivansicht beziehungsweise einer Seitenansicht in Blickrichtung von der Fahrzeugaußenseite zur Fahrzeugmitte hin eine Seitentür für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, erkennbar. Die Seitentür umfasst einen in 1b separat gestellten Türrohbau, welcher ein Türinnenteil 10 umfasst, das außenseitig mit einer in 1 erkennbaren Türaußenbeplankung 12 verkleidet/beplankt ist. Das Türinnenteil 10 ist im Wesentlichen rahmenförmig ausgebildet mit einem im am Kraftwagen montiertem Zustand der Seitentür im Türbodenbereich 14 in zumindest teilweise Überdeckung mit einem Seitenschweller des Kraftwagenrohbaus verlaufenden Schenkel 16, einem vorderen, in zumindest teilweiser Überdeckung mit einer A-Säule verlaufenden Schenkel 18, einem hinteren, in zumindest teilweiser Überdeckung mit einer B-Säule verlaufenden Schenkel 20 sowie einem oberen Schenkel 22, welcher nach oben hin im Bereich einer Bordkante 24 abschließt. An dem Türinnenteil 10 ist ein Seitenaufprallträger 26 befestigt, welcher sich von vorne oben schräg nach unten hinten erstreckt.
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Im Türbodenbereich 14 der Seitentür erstreckt sich ein Verstärkungselement 28, welches außenseitig des Türinnenteils 10 beziehungsweise innenseitig der Türaußenbeplankung 12, also zwischen dem Türinnenteil 10 und der Türaußenbeplankung 12, angeordnet ist.
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Dieses Verstärkungselement 28 ist in 2 in einer Perspektivansicht separat dargestellt. Das Verstärkungselement 28 umfasst ein Profilelement 30, welches im vorliegenden Fall beispielsweise als Metallrohr oder Kunststoffrohr, insbesondere faserverstärktes Kunststoffrohr, ausgebildet ist. Hierbei sind jedoch auch andersartige Gestaltungen des Profilelements 30 denkbar, welche eine hinreichende Stabilität und Steifigkeit gewährleisten. Das Profilelement 30 erstreckt sich dabei zwischen zwei äußeren, im Weiteren noch näher erläuterten Kunststoffschaumkörpern 32 welche vorliegend in Halteaufnahmen 34 aufgenommen sind. In einem mittleren Bereich der Seitentür beziehungsweise des Profilelements 30 ist ein weiterer Kunststoffschaumkörper 36 innerhalb eines zugeordneten Halteelements38 angeordnet.
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In Zusammenschau mit den 3a und 3b, welche die Seitentür gemäß den 1a und 1b in einer jeweiligen Schnittansicht entlang einer in Fahrzeughochrichtung beziehungsweise in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Schnittebene zeigen, wird insbesondere die Anordnung und der Aufbau des Kunststoffschaumkörpers 36 und des Halteelements 38 im mittleren Bereich der Seitentür im Schnitt deutlich. Der Kunststoffschaumkörper 36 - wie im Übrigen auch die Kunststoffschaumkörper 32 - ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel um das Profilelement 30 herum geschäumt und von einer Halteaufnahme 38 eingehaust. Auch die Kunststoffschaumkörper 32 sind auf identische beziehungsweise ähnliche Weise durch die jeweiligen Halteaufnahmen 34 eingehaust. Die Halteaufnahmen 34, 38 sind vorliegend als zum Türinnenteil 10 hin offene Schalenelemente, beispielsweise in Blechschalenbauweise oder als Kunststoffelemente, ausgebildet. Sie sind - wie dies insbesondere aus 2 erkennbar ist - über jeweilige Flansche 40 an der Innenseite des Türinnenteils 10, genauer gesagt am Schenkel 16, befestigt. Dies kann beispielsweise durch Fügen, insbesondere durch Schweißen oder Kleben, erfolgen.
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Über die zum Türinnenteil 10 hin offene Seite des jeweiligen Schalenelements beziehungsweise der jeweiligen Halteaufnahme 34, 38 ist der entsprechende Kunststoffschaumkörper 32 beziehungsweise 36 direkt und unmittelbar am Türinnenteil 10 beziehungsweise an dessen Schenkel 16 abgestützt, wie dies aus den 3a und 3b erkennbar ist. Kommt es demzufolge zu einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung mit jeweiligen Kräften F in Folge eines Seitenaufpralls auf die Seitentür beziehungsweise auf das Verstärkungselement 28, so erfolgt über die jeweiligen Kunststoffschaumkörper 32 beziehungsweise 36 eine mit einem Pfeil 42 angedeutete Abstützung und Kraftübertragung auf den Schenkel 16 des Türinnenteils 10. Überdies können auch Kräfte über die jeweiligen Halteaufnahmen 34 und 38 übertragen werden.
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Insbesondere aus den 1a und 1b sowie in 3a und 3b ist überdies erkennbar, dass die beiden seitlichen Kunststoffschaumkörper 32 beziehungsweise deren Halteaufnahmen 34 in jeweiligen Überdeckungsbereichen der Seitentür mit einer jeweils zugehörigen, in Fahrzeugquerrichtung dahinter angeordneten und vorliegend nicht erkennbaren Türsäule der Kraftwagenkarosserie angeordnet sind. Hierbei ist der Überdeckungsbereich 44, 46 des Türinnenteils 10 beziehungsweise der Seitentür insgesamt so zu verstehen, dass dieser zumindest bereichsweise die dahinter angeordnete Türsäule beziehungsweise deren Säulenwurzel und Übergang zu einem Seitenschweller überdeckt. Die Türsäulen begrenzen dabei die Türöffnung im vorderen und hinteren Bereich, welche durch die Seitentür verschlossen wird. Zudem ist aus den Figuren erkennbar, dass insbesondere der hintere Kunststoffschaumkörper 32 und dessen Halteaufnahme 34 in Fahrzeugquerrichtung betrachtet innenseitig des Seitenaufprallträgers 26 angeordnet ist. Auch die beiden anderen Kunststoffschaumkörper 32, 36 beziehungsweise deren Halteaufnahmen 34, 38 sind bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung innenseitig des Seitenaufprallträgers angeordnet. Außerdem befinden sich die Kunststoffschaumkörper 32, 36 beziehungsweise deren Halteaufnahmen 34 und 38 zumindest in teilweiser Überdeckung mit einem ebenfalls nicht erkennbaren Seitenschweller, welcher sich im Türbodenbereich 14 in Fahrzeugquerrichtung innenseitig an den Schenkel 16 des Türinnenteils 10 anschließt.
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Kommt es nun zu einem Seitenaufprall auf die Seitentüre beispielsweise mit einer Barriere, welche in ihrem mittleren Bereich weicher ist als in ihren äußeren Bereichen, so wird durch das Verstärkungselement 28 eine besonders gute Abstützung der Seitentür an der dahinter liegenden Kraftwagenkarosserie erreicht. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, indem sich die beiden äußeren Kunststoffschaumkörper 32 und deren Halteaufnahmen 34 im Überdeckungsbereich mit der jeweiligen, in Fahrzeugquerrichtung dahinterliegenden Türsäule befinden. Hierdurch erfolgt bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung, wie diese in 3b angedeutet ist, einerseits eine besonders gute Kraftverteilung durch das Profilelement 30 und andererseits eine besondere gute Abstützung über die äußeren Kunststoffschaumkörper 32 und deren Halteaufnahmen 34 am Schenkel 16 des Türinnenteils und im weiteren an den dahinterliegenden Türsäulen. Da sich sowohl die äußeren Kunststoffschaumkörper 32 und deren Halteaufnahmen wie auch der mittlere Kunststoffschaumkörper 36 und dessen Halteaufnahme 38 zu dem Türbodenbereich 14 der Seitentür beziehungsweise des Schenkels 16 des Türinnenteils 10 befinden, welcher in Überdeckung mit dem dahinterliegenden Seitenschweller der Kraftwagenkarosserie angeordnet ist, erfolgt zudem - gerade im mittleren Bereich wie dies aus 3b erkennbar ist - eine besonders günstige Abstützung des Verstärkungselements 28 zum Seitenschweller hin. Die Abstützung aller Kunststoffschaumkörper 32 beziehungsweise 36 erfolgt dabei unmittelbar, da wie bereits erläutert die jeweiligen Halteaufnahmen 34, 38 zum Türinnenteil 10 hin offen ausgebildet sind. Durch die günstige Abstützung des Verstärkungselements 28 im Türbodenbereich 14 wird demzufolge auch erreicht, dass die Seitentür auch bei einem Aufprall eines Hindernisses auf Höhe oberhalb des Seitenschwellers besonders günstig unter Vermittlung des Verstärkungselements 28 am Seitenschweller abgestützt ist.
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4 zeigt in einer weiteren Seitenansicht eine zur Ausführungsform gemäß den 1a bis 3b modifizierte Ausführungsform, wobei im Weiteren lediglich auf wesentliche Unterschiede eingegangen werden soll und ansonsten gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
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Wie insbesondere in Zusammenschau mit den 5a und 5b erkennbar ist, welche das jeweilige Verstärkungselement 28 zeigen, sind im vorliegenden Fall Halteaufnahmen 34, 38 vorgesehen, welche zunächst durch entsprechende Fügetechnologie, beispielsweise durch Schweißen, mit dem zugehörigen Profilelement 30 verbunden sind. Die Halteaufnahmen 34, 38 sind wiederum als zum Türinnenteil 10 hin offene Schalenelemente oder dergleichen ausgebildet, sodass sich innerhalb der jeweiligen Halteaufnahmen 34, 38 angeordnete Kunststoffschaumkörper 32, 36 an dem Türinnenteil 10 abstützen können. Im vorliegenden Fall sind diese Kunststoffschaumkörper 32, 36 beispielsweise durch Fügen und/oder durch mechanische Verbindungsmittel und/oder durch eine formschlüssige Verbindung, insbesondere durch eine Rastverbindung oder durch eine hinterhakende Verbindung, angeordnet. Da - wie auch beim vorherigen Ausführungsbeispiel - die Halteaufnahmen 34, 38 die zugehörigen Kunststoffschaumkörper 32, 36 umhüllen, können diese bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung in Folge eines Seitenaufpralls auch nicht ausweichen. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel, bei welchem die Kunststoffschaumkörper 32, 36 um das Profilelement 30 umschäumt worden sind, sind vorliegend separat und zuvor ausgebildete Kunststoffschaumkörper 32, 36 vorgesehen, welche auf die beschriebene Weise in die Halteaufnahmen 34, 38 eingesetzt beziehungsweise mit diesen verbunden werden. Dem gegenüber werden bei der ersten Ausführungsform die Halteaufnahmen 34, 38 im Herstellungsprozess beim Einschäumen der Kunststoffschaumkörper 32, 36 mit eingelegt und verbinden sich dann mit dem entsprechenden Kunststoffschaum.
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Das Profilelement 30 kann insbesondere aus einer Aluminium- oder einer Stahllegierung hergestellt sein. Auch kann das Profilelement 30 aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere aus einem Karbonfaser - oder Kunststofffaser - verstärkten Kunststoff, hergestellt sein. Da der Kunststoffschaum der Kunststoffschaumköper 32,36 geeignet ist, eine kathodische Tauchlackierung des Türrohbaus der Seitentür zu durchlaufen, kann dieser bereits im Rohbau mitverbaut werden. Insbesondere durch die Halteaufnahmen 34, 38 kann zudem der jeweilige Kunststoffschaumkörper 32, 36 besonders günstig mit dem Türrohbau verbunden werden. Auch eine nachträgliche Montagelösung ist möglich, wobei man dann kostengünstigere Kunststoffschäume einsetzen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202004010741 U1 [0002]
- DE 102013009923 A1 [0003]
- DE 102015012262 A1 [0004]
