DE102021103738A1 - Door structure for a door of a vehicle to protect a vehicle occupant in a side crash - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Türstruktur (1) für eine Tür (2) eines Fahrzeugs (3) zum Schutz eines Fahrzeug-Insassen (4) bei einem Seitencrash, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:- ein Rahmenelement (5) zum über ein Scharnier (6) um eine Scharnierachse (7) schwenkbaren Verschließen einer Türöffnung (8) zwischen zwei Säulen (9,10) einer Karosserie (11) eines Fahrzeugs (3);- einen Aufprallträger (12), welcher sich in einer vorbestimmten Aufprallhöhe (13) quer zwischen den beiden Säulen (9,10) erstreckt.- ein erstes Anschlusselement (14) zum Verbinden des Aufprallträgers (12) mit dem Rahmenelement (5) bei der ersten Säule (9); und- ein zweites Anschlusselement (15) zum Verbinden des Aufprallträgers (12) mit dem Rahmenelement (5) bei der zweiten Säule (10). Die Türstruktur (1) ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anschlusselement (14) eine erste Auflagefläche (16) aufweist, welche zu dem Aufprallträger (12) Tür-einwärts versetzt bei der ersten Säule (9) angeordnet ist und eine hin zu der ersten Säule (9) weisende Flächennormale (17) aufweist.Mit der hier vorgeschlagenen Türstruktur ist ein Fahrzeug-Insasse ausreichend vor einem Seitencrash mit einem SUV geschützt bei gleichzeitig geringer Masse.The invention relates to a door structure (1) for a door (2) of a vehicle (3) for protecting a vehicle occupant (4) in the event of a side crash, having at least the following components: - a frame element (5) for a hinge (6 ) Closing a door opening (8) between two pillars (9,10) of a body (11) of a vehicle (3) pivotable about a hinge axis (7); - an impact beam (12) which is transverse at a predetermined impact height (13). extends between the two pillars (9,10).- a first connection element (14) for connecting the impact beam (12) to the frame element (5) at the first pillar (9); and - a second connection member (15) for connecting the impact beam (12) to the frame member (5) at the second pillar (10). The door structure (1) is characterized above all in that the first connection element (14) has a first contact surface (16) which is arranged offset towards the impact beam (12) door inwards at the first column (9) and one towards the first pillar (9) pointing surface normals (17). With the door structure proposed here, a vehicle occupant is adequately protected from a side crash with an SUV while at the same time having a low mass.
Description
Die Erfindung betrifft eine Türstruktur für eine Tür eines Fahrzeugs zum Schutz eines Fahrzeug-Insassen bei einem Seitencrash, eine Tür für ein Fahrzeug mit einer solchen Türstruktur, sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Tür.The invention relates to a door structure for a door of a vehicle to protect a vehicle occupant in the event of a side crash, a door for a vehicle with such a door structure, and a vehicle with such a door.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, für einen Seitencrash entsprechende Sicherheit für einen Fahrzeug-Insassen in der Fahrgastzelle eines Fahrzeugs zu schaffen. Bisherige solche Maßnahmen haben sich als defizitär für einen Seitenaufprall von großen und schnellen Fahrzeugen, beispielsweise Sport-Utility-Vehicles [SUV], erwiesen. Es ist jedoch zugleich erforderlich, besonders unter dem Aspekt der Elektromobilität und der beschränkten Reichweiten, die Masse eines Fahrzeugs gering zu halten.It is known from the prior art to create safety for a vehicle occupant in the passenger compartment of a vehicle that is appropriate for a side crash. Such measures to date have proven to be deficient in the event of a side impact from large and fast vehicles, for example sport utility vehicles [SUV]. At the same time, however, it is necessary to keep the mass of a vehicle low, especially in view of electromobility and the limited ranges.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.Proceeding from this, the object of the present invention is to at least partially overcome the disadvantages known from the prior art. The features according to the invention result from the independent claims, for which advantageous configurations are shown in the dependent claims. The features of the claims can be combined in any technically meaningful way, whereby the explanations from the following description and features from the figures can also be used for this purpose, which include additional configurations of the invention.
Die Erfindung betrifft eine Türstruktur für eine Tür eines Fahrzeugs zum Schutz eines Fahrzeug-Insassen bei einem Seitencrash, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - ein Rahmenelement zum über ein Scharnier um eine Scharnierachse schwenkbaren Verschließen einer Türöffnung zwischen zwei Säulen einer Karosserie eines Fahrzeugs;
- - einen Aufprallträger, welcher sich in einer vorbestimmten Aufprallhöhe quer zwischen den beiden Säulen erstreckt.
- - ein erstes Anschlusselement zum Verbinden des Aufprallträgers mit dem Rahmenelement bei der ersten Säule; und
- - ein zweites Anschlusselement zum Verbinden des Aufprallträgers mit dem Rahmenelement bei der zweiten Säule.
- a frame element for closing a door opening between two pillars of a body of a vehicle, which can be pivoted about a hinge axis via a hinge;
- - an impact beam extending transversely between the two columns at a predetermined impact height.
- - a first connecting member for connecting the impact beam to the frame member at the first pillar; and
- - a second connection element for connecting the impact beam to the frame element at the second pillar.
Die Türstruktur ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anschlusselement eine erste Auflagefläche aufweist, welche zu dem Aufprallträger Tür-einwärts versetzt bei der ersten Säule angeordnet ist und eine hin zu der ersten Säule weisende Flächennormale aufweist.The door structure is primarily characterized in that the first connection element has a first contact surface, which is arranged offset to the impact beam door-inward on the first pillar and has a surface normal pointing towards the first pillar.
In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.Unless explicitly stated otherwise, ordinal numbers used in the description above and below only serve to clearly distinguish them and do not reflect any order or ranking of the components referred to. An ordinal number greater than one does not mean that another such component must necessarily be present.
Zunächst sei darauf hingewiesen, dass der hier vorgeschlagene Aufprallträger im Zusammenspiel mit den Anschlusselementen eingebunden in das Rahmenelement für den Seitencrash erfüllen kann, wobei bevorzugt diese Türstruktur im Vergleich zu vorbekannten, deutlich schwächeren Schutzvorrichtung gegen den betrachteten Seitencrash masse-neutral oder mit nur einem geringen Mehrgewicht ausführbar ist. Der Aufprallträger ist dabei das Element, in welches die Aufpralllast des betrachteten Seitencrashs eingeleitet wird und somit in einer geeigneten Aufprallhöhe angeordnet sein muss. Diese Aufprallhöhe ist beispielsweise für einen Seitenaufprall von großen und schnellen Fahrzeugen, beispielsweise Sport-Utility-Vehicles [SUV], eingerichtet. Die Aufprallhöhe ist also davon unabhängig, wie die Fahrzeughöhe des mit der Türstruktur ausgerüsteten Fahrzeugs und wie die relative Lage zu der Tür eines Fahrzeugs ausgeführt ist, sowie wie die auftreffende Struktur des in einem betrachteten Lastfall angenommenen seitlich aufprallenden Fahrzeugs ist.First of all, it should be pointed out that the impact beam proposed here, in conjunction with the connecting elements integrated into the frame element, can fulfill the side crash, with this door structure being mass-neutral or with only a small additional weight compared to previously known, significantly weaker protection devices against the side crash under consideration is executable. The impact beam is the element into which the impact load of the side crash under consideration is introduced and must therefore be arranged at a suitable impact height. This impact height is set up, for example, for a side impact of large and fast vehicles, for example sports utility vehicles [SUV]. The impact height is therefore independent of the vehicle height of the vehicle equipped with the door structure and the relative position to the door of a vehicle, as well as the impacting structure of the assumed side impact vehicle in a considered load case.
Es sei darauf hingewiesen, dass das Rahmenelement in einer bevorzugten Ausführungsform vollständig oder größtenteils konventionell ausgeführt ist. Das Rahmenelement ist in einer bevorzugten Ausführungsform unabhängig von den Anforderungen für einen Seitencrash ausgelegt.It should be noted that in a preferred embodiment the frame member is of conventional design in whole or in large part. In a preferred embodiment, the frame element is designed independently of the requirements for a side crash.
Der Aufprallträger ist in einer bevorzugten Ausführungsform ein Aluminiumteil, beispielsweise ein stranggepresstes Aluminiumteil, bevorzugt mit einer Fachwerkstruktur, sodass eine hohe Biegesteifigkeit sowie eine hohe Zugfestigkeit entlang der Erstreckung des Aufprallträgers zwischen den beiden Säulen der Karosserie, in welche die Türstruktur eingebaut ist, geschaffen ist. In einer Ausführungsform umfasst der Aufprallträger zusätzlich oder ausschließlich eine Faserverbundwerkstoff, besonders bevorzugt umfassend Aramidfasern und Fasern umfassend aromatische Polyamidimide. In einer Ausführungsform sind von dem Aufprallträger weitere energieabsorbierende Elemente, wie beispielsweise Waben, umfasst. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine solche zusätzliche Struktur nicht notwendig. Der Aufprallträger ist mittels der Anschlusselemente mit dem Rahmenelement verbunden und zwar mit dem ersten Anschlusselement bei der ersten Säule und mit dem zweiten Anschlusselement bei der zweiten Säule. Das Rahmenelement selbst ist nach dem Einbau einzig mittels eines Scharniers dauerhaft in einer Türöffnung mit der Karosserie eines Fahrzeugs verbunden. In der häufigsten Anwendung ist das Scharnier bei einer A-Säule der Karosserie angeordnet, sodass das Rahmenelement zum Öffnen der Tür nach Fahrzeug-vorne (also in Sichtrichtung eines Fahrzeug-Insassen) verschwenkbar ist. Die Scharnierachse ist dann etwa parallel zu der A-Säule und/oder zu dem Erdschwerefeld ausgerichtet. In einer alternativen Ausführungsform ist das Scharnier bei der B-Säule angeordnet, sodass die Tür nach Fahrzeug-hinten verschwenkbar ist, oder als sogenannte Flügeltür ausgeführt, sodass die Tür entgegen dem Erdschwerefeld nach oben verschwenkbar ist. Bei derjenigen Säule, welche nicht das Scharnier umfasst, beziehungsweise bei beiden Säulen (bei einer Flügeltür) ist zumindest eine Verschluss-Öse vorgesehen, in welcher ein Verschlusshaken der Tür eingerastet ist, wenn die Tür ordnungsgemäß verschlossen ist.In a preferred embodiment, the impact beam is an aluminum part, for example an extruded aluminum part, preferably with a framework structure, so that high bending stiffness and high tensile strength are created along the extension of the impact beam between the two pillars of the body in which the door structure is installed. In one embodiment, the impact beam additionally or exclusively comprises a fiber composite material, particularly preferably comprising aramid fibers and fibers comprising aromatic polyamide imides. In one embodiment, the impact beam includes additional energy-absorbing elements, such as honeycombs. In an advantageous embodiment, such an additional structure is not necessary. The impact beam is by means of the Connection elements connected to the frame element, namely with the first connection element at the first pillar and with the second connection element at the second pillar. After installation, the frame element itself is permanently connected to the body of a vehicle in a door opening solely by means of a hinge. In the most common application, the hinge is arranged on an A-pillar of the body, so that the frame element can be pivoted toward the front of the vehicle (that is, in the direction of view of a vehicle occupant) in order to open the door. The hinge axis is then aligned approximately parallel to the A-pillar and/or to the earth's gravitational field. In an alternative embodiment, the hinge is arranged on the B-pillar, so that the door can be pivoted to the rear of the vehicle, or is designed as a so-called wing door, so that the door can be pivoted upwards against the earth's gravitational field. In the case of the column that does not include the hinge, or in the case of both columns (for a wing door), at least one locking eyelet is provided, in which a locking hook of the door engages when the door is properly locked.
Bei vorbekannten Lösungen wird die Aufpralllast des hier betrachteten Seitencrashs einzig in das Rahmenelement oder weitere Elemente der Türstruktur beziehungsweise Tür eingeleitet, wobei also einzig die (in der Regel gewichtsoptimierte) Türstruktur für die Vernichtung der eingebrachten Energie zum Schutz eines Fahrzeug-Insassen zur Verfügung steht. Es sei darauf hingewiesen, dass es mit der hier vorgeschlagenen Türstruktur möglich ist, einen Teil der Energie des Seitenaufpralls ebenso in die Aufprallschutzstruktur der Barriere, beispielsweise die Stoßstange eines SUV, also in eine Deformation des anderen Aufprallbeteiligten und damit in eine Energievernichtung außerhalb des betreffenden Fahrzeugs umzuwandeln.In previously known solutions, the impact load of the side crash considered here is only introduced into the frame element or other elements of the door structure or door, so that only the (usually weight-optimized) door structure is available for the destruction of the energy introduced to protect a vehicle occupant. It should be pointed out that with the door structure proposed here it is possible to transfer part of the energy of the side impact into the impact protection structure of the barrier, for example the bumper of an SUV, i.e. into a deformation of the other party involved in the impact and thus into an energy annihilation outside of the vehicle in question to convert
Im Gegensatz zu Vorbekanntem ist hier ein gänzlich neuer Ansatz gewählt, wobei das erste Anschlusselement eine (erste) Auflagefläche aufweist, welche zum einen relativ zu dem Aufprallträger Tür-einwärts versetzt angeordnet ist, also Tür-einwärts außerhalb Ihrer neutralen Linie. Weiterhin ist diese Auflagefläche derart ausgerichtet, dass sie eine Flächennormale aufweist, bevorzugt zu einer Fläche mit einer Ausdehnung und nicht allein einen Punkt, besonders bevorzugt mit einer Ausdehnung zumindest parallel zu:
- - der Scharnierachse,
- - der betreffenden Säule und/oder
- - dem Erdschwerefeld.
- - the hinge axis,
- - the pillar concerned and/or
- - the earth's gravitational field.
Die Flächennormale weist hin zu der ersten Säule, sodass also davon gesprochen werden kann, dass die Auflagefläche (mittelbar) an der ersten Säule abgestützt ist. Bei dem betrachteten Seitencrash wird der Aufprallträger infolge der relativen Bewegungsrichtung Fahrzeug-einwärts verformt, wobei eine Zuglast auf den Aufprallträger resultiert, wodurch die nun relativ Tür-einwärts versetzte Auflagefläche des Anschlusselements hin zu der ersten Säule bewegt wird und sich somit an der ersten Säule abstützt. Dies hat zum einen den Vorteil, dass weiteres Material über die Türstruktur hinaus zum Aufnehmen der Kräfte genutzt wird und zum anderen, dass die in der Regel erforderliche deutlich höhere Steifigkeit der Säule (beispielsweise für andere Crash-Szenarien, wie beispielsweise als Überrollschutz) für den hier betrachteten Crash-Fall nutzbar gemacht wird. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass für den Versatz zwischen dem Aufprallträger und der ersten Auflagefläche in einer geeigneten Ausführungsform kein zusätzlicher Bauraum benötigt wird. Dies ist zum einen gegeben, weil die Tür zum Großteil ein hohles Bauteil ist, und zum anderen, weil bereits heutzutage solche Türen eine ausreichende Tiefe in Tür-einwärtiger Richtung aufweisen, um einen geeigneten Bauraum für den Versatz zur Verfügung zu stellen. In einer bevorzugt Ausführungsform entspricht der Versatz etwa 80 % [achtzig Prozent] bis 90 % der Tiefe der Türstruktur. Sofern ein einziges Anschlusselement dieser Türstruktur derart eingerichtet ist (vergleiche die nachfolgend dargestellte Ausführungsform), ist bevorzugt dieses erste Anschlusselement an der B-Säule angeordnet, sodass eine Einwärtsverformung des Aufprallträgers an dieser Stelle so weit reduziert wird, dass der Torso und/oder das Becken des Fahrzeug-Insassen gemäß dem Seitencrash dort ausreichend abgefangen werden kann, um schwere Verletzungen zu vermeiden.The surface normal points to the first column, so that it can be said that the bearing surface is (indirectly) supported on the first column. In the side crash under consideration, the impact beam is deformed as a result of the relative direction of movement toward the vehicle, resulting in a tensile load on the impact beam, as a result of which the bearing surface of the connecting element, which is now offset relative to the door inward, is moved towards the first column and is thus supported on the first column . On the one hand, this has the advantage that additional material beyond the door structure is used to absorb the forces and, on the other hand, that the significantly higher rigidity of the pillar that is usually required (e.g. for other crash scenarios, such as rollover protection) for the crash case considered here is made usable. It should be pointed out at this point that no additional installation space is required for the offset between the impact beam and the first support surface in a suitable embodiment. This is the case on the one hand because the door is for the most part a hollow component and on the other hand because such doors already have sufficient depth in the door-inward direction to provide suitable installation space for the offset. In a preferred embodiment, the offset is approximately 80% [eighty percent] to 90% of the depth of the door structure. If a single connection element of this door structure is set up in this way (compare the embodiment presented below), this first connection element is preferably arranged on the B-pillar, so that an inward deformation of the impact beam at this point is reduced to such an extent that the torso and/or the pelvis of the vehicle occupant can be adequately intercepted there according to the side crash in order to avoid serious injuries.
Das Anschlusselement befindet sich bevorzugt innerhalb der Tür und ist für einen Fahrzeug-Insassen nicht sichtbar oder nicht erkennbar. Gleichzeitig ist die Auflagefläche möglichst nah an einem Blech (bevorzugt unmittelbar angrenzend an ein Blech) der Tür-einwärtigen Türverkleidung angeordnet, sodass die zu überwindende Strecke bis zum kraftübertragenden Kontakt mit der zugehörigen Säule klein ist.The connecting element is preferably located inside the door and is not visible or not recognizable to a vehicle occupant. At the same time, the contact surface is arranged as close as possible to a metal sheet (preferably directly adjacent to a metal sheet) of the door panel on the inside of the door, so that the distance to be covered before force-transmitting contact with the associated pillar is small.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Türstruktur vorgeschlagen, dass das zweite Anschlusselement eine zweite Auflagefläche aufweist, welche zu dem Aufprallträger Tür-einwärts versetzt bei der zweiten Säule angeordnet ist und eine hin zu der zweiten Säule weisende Flächennormale aufweist.In an advantageous embodiment of the door structure, it is also proposed that the second connection element has a second contact surface, which is arranged on the second column offset inward from the impact beam and has a surface normal pointing toward the second column.
Hier ist vorgeschlagen, dass das zweite Anschlusselement funktional genauso wie das vorangehend beschriebene erste Anschlusselement eingerichtet ist und somit ebenso einen Tür-einwärtigen Versatz zu dem Aufprallträger aufweist und mit seiner (zweiten) Auflagefläche hin zu der betreffenden (zweiten) Säule weist. Der Effekt ist hierbei der gleiche wie zuvor beschrieben, sodass also die Zuglast zusammen mit der Tür-einwärtigen Deformierung des Aufprallträgers in die entsprechende (zweite) Säule eingeleitet wird und damit die zusätzliche Steifigkeit der (zweiten) Säule zur Energieaufnahme nutzbar ist. Mit dem Vorsehen von zweien solcher Anschlusselemente ist die Tür-einwärts gerichtete Vektorkomponente der Verformung des Aufprallträgers weiter reduziert, weil die Energieaufnahme in die beiden Säulen eingeleitet wird.It is proposed here that the second connection element is functionally set up in exactly the same way as the first connection element described above and therefore also has a door-inward offset to the impact beam and with its (second) bearing surface points towards the relevant (second) column. The effect here is the same as described above, so that the tensile load together with the door-inward deformation of the impact beam is introduced into the corresponding (second) column and the additional rigidity of the (second) column can be used for energy absorption. With the provision of two such connectors, the door-inward vector component of impact beam deformation is further reduced because energy absorption is directed into the two pillars.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Türstruktur vorgeschlagen, dass die Auflagefläche zumindest eines der Anschlusselemente zumindest einen Dorn aufweist, welcher sich aus der betreffenden Auflagefläche heraus erhebend gebildet ist,
wobei im Einbau bevorzugt der zumindest eine Dorn innerhalb einer Türverkleidung der betreffenden Tür des Fahrzeugs angeordnet ist,
besonders bevorzugt Tür-auswärts von einem Blechabschnitt des Rahmenelements, welcher zwischen der betreffenden Auflagefläche und der zugeordneten Säule angeordnet ist.It is also proposed in an advantageous embodiment of the door structure that the bearing surface of at least one of the connection elements has at least one spike, which is formed so as to rise from the relevant bearing surface.
wherein the at least one mandrel is preferably arranged inside a door panel of the relevant door of the vehicle during installation,
particularly preferably door-outward from a sheet metal section of the frame element, which is arranged between the bearing surface in question and the associated column.
Hier ist vorgeschlagen, dass weiterhin ein Dorn vorgesehen ist, welcher sich aus der betreffenden Auflagefläche heraus erhebt und somit in das Rahmenelement zumindest im Crashfall verkeilt, bevorzugt in zumindest einem Blechelement des Rahmenelements dauerhaft positioniert ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der zumindest ein Dorn nicht sichtbar angeordnet, beispielsweise innerhalb einer Türverkleidung der betreffenden Tür, wenn die Türstruktur in einer Tür eingebaut ist. Dies ist beispielsweise allein für ästhetische Anforderungen und/oder zum Schutz vor korrosiven Flüssigkeiten, wie beispielsweise Spritzwasser, vorgesehen. In einer bevorzugten Ausführungsform durchschlägt der Dorn bei dem betrachteten Seitencrash ein angrenzendes Bauteil, beispielsweise ein sogenanntes Türinnenteil des Rahmenelements beziehungsweise der Tür und/oder gräbt sich in die zugeordnete Säule ein. Mittels der Verkrallung des zumindest einen Dorns ist eine Lasteinleitung in ein Blechteil in der steifsten Richtung des Blechteils nämlich in der Blechebene ermöglicht, sowie die hohe Energievernichtung bei einer Lochlaibung beziehungsweise einem Einreißen des Blechs unter der Last des Dorns nutzbar gemacht. In einer bevorzugten Ausführungsform sind genau zwei Dorne vorgesehen, sodass sichergestellt ist, dass beide Dorne in Eingriff gebracht sind. Zugleich ist sichergestellt, dass dennoch verhindert ist, dass eine nachteilige Verdrehung erzeugt wird, welche zusätzlich auf das Anschlusselement beziehungsweise den Aufprallträger wirkt und damit eine optimale Lastaufnahme beeinträchtigen könnte. Der Blechabschnitt zwischen dem Dorn und der Säule ist beispielsweise das sogenannte Türinnenteil, welches bevorzugt Bestandteil des Rahmenelements ist.It is proposed here that a mandrel is also provided, which rises out of the bearing surface in question and is thus wedged into the frame element at least in the event of a crash, preferably being permanently positioned in at least one sheet metal element of the frame element. In a preferred embodiment, the at least one spike is not visibly arranged, for example within a door panel of the relevant door when the door structure is installed in a door. This is provided, for example, solely for aesthetic requirements and/or to protect against corrosive liquids such as splashing water. In a preferred embodiment, in the side crash under consideration, the spike penetrates an adjacent component, for example a so-called inner door part of the frame element or the door and/or digs into the associated pillar. By means of the clawing of the at least one mandrel, a load introduction into a sheet metal part in the stiffest direction of the sheet metal part, namely in the plane of the sheet metal, is made possible, and the high energy dissipation in the case of a hole reveal or a tearing of the sheet metal under the load of the mandrel is made usable. In a preferred embodiment, exactly two spikes are provided, so that it is ensured that both spikes are brought into engagement. At the same time, it is ensured that a disadvantageous torsion is nevertheless prevented from being generated, which also acts on the connection element or the impact beam and could thus impair optimal load absorption. The sheet metal section between the mandrel and the column is, for example, the so-called inner door part, which is preferably part of the frame element.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Türstruktur vorgeschlagen, dass der Aufprallträger und zumindest eines der Anschlusselemente separat voneinander gebildet sowie mittels einer kraftschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung miteinander verbunden sind,
wobei bevorzugt von dem betreffenden Anschlusselement ein Zapfen gebildet ist, welcher sich in eine korrespondierende Öffnung des Aufprallträgers erstreckt und zum Abfangen von Scherlasten von der kraftschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung eingerichtet ist,
wobei besonders bevorzugt der Zapfen parallel zu der betreffenden Auflagefläche ausgerichtet ist.It is also proposed in an advantageous embodiment of the door structure that the impact beam and at least one of the connecting elements are formed separately from one another and are connected to one another by means of a non-positive and/or material connection,
wherein a pin is preferably formed by the connection element in question, which extends into a corresponding opening of the impact beam and is set up to absorb shear loads from the non-positive and/or material connection,
the pin being particularly preferably aligned parallel to the bearing surface in question.
Bei dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest eines der Anschlusselemente, bevorzugt beide Anschlusselemente separat von dem Aufprallträger gebildet sind. Damit ist eine kostengünstige Fertigung von dem Aufprallträger sowie von dem betreffenden Anschlusselement ermöglicht, weil die Anforderungen an den Aufprallträger (Biegung und Zuglast) deutlich anders sind als an das Anschlusselement (lokale Fixierung und Biegemoment). Somit sind für den Aufprallträger und das Anschlusselement beispielsweise unterschiedliche Materialien, Fertigungsverfahren und/oder Nachbehandlungen sowie Fertigungstoleranzen in einem kosteneffizienten Fertigungsprozess infolge separater Ausführung leicht umzusetzen.In this embodiment it is provided that at least one of the connecting elements, preferably both connecting elements, are formed separately from the impact beam. This enables cost-effective production of the impact beam and the connection element in question, because the requirements for the impact beam (bending and tensile load) are significantly different than for the connection element (local fixation and bending moment). Thus, for example, different materials, manufacturing processes and/or post-treatments as well as manufacturing tolerances can easily be implemented in a cost-efficient manufacturing process for the impact beam and the connecting element as a result of separate design.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine rein kraftschlüssige Verbindung zwischen dem betreffenden Anschlusselement und dem Aufprallträger gebildet, beispielsweise mittels einer Verschraubung oder Vernietung. Weil eine solche kraftschlüssige Verbindung einer in Kraftrichtung wirkenden Zuglast unterliegt, sind solche Verbindungsmittel anfällig gegen Scherlasten. Es ist daher bevorzugt, dass weiterhin ein Zapfen vorgesehen ist, welcher das Verbindungsmittel bei einer kraftschlüssigen Verbindung bevorzugt von Scherlasten (nahezu) freistellt und bei einer stoffschlüssigen Verbindung zusätzlich Scherlasten auffängt beziehungsweise nach einer Überlastung der stoffschlüssigen Verbindung die Scherlast aufnimmt. Bei einer Schraubenverbindung ist beispielsweise das Durchgangsloch für die Schraube mit einem größeren Spiel ausgestattet als der Zapfen gegenüber dem Aufprallträger.In an advantageous embodiment, a purely non-positive connection is formed between the connection element in question and the impact beam, for example by means of a screw connection or riveting. Because such a non-positive connection is subject to a tensile load acting in the direction of the force, such connection means are susceptible to shear loads. It is therefore preferred that a pin is also provided, which preferably (almost) frees the connecting means from shear loads in the case of a force-fit connection and additionally absorbs shear loads in the case of a material-locking connection or absorbs the shear load after the material-locking connection has been overloaded. For example, in a screw connection, the through hole for the screw is provided with a larger clearance than the pin opposite the impact beam.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Zapfen parallel zu der Auflagefläche ausgerichtet, sodass von dem Zapfen hin zu der Auflagefläche ein (resultierend) gerader Hebelarm gebildet ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Zapfen in Verlängerung des Balkenelements (also Hebels mit der Länge des Versatzes zu dem Aufprallträger) gebildet, welches die Auflagefläche aufweist. In an advantageous embodiment, the pin is aligned parallel to the bearing surface, so that a (resulting) straight lever arm is formed from the pin to the bearing surface. In a particularly preferred embodiment the pin is formed in the extension of the beam element (that is, the lever with the length of the offset to the impact beam), which has the bearing surface.
Mittels des Zapfens ist in einfacher Weise sichergestellt, dass der Aufprallträger und das separate Anschlusselement sicher miteinander verbunden bleiben beziehungsweise während der Seitenaufprall-Last eine effiziente Energieübertragung sichergestellt ist.The pin ensures in a simple manner that the impact beam and the separate connection element remain securely connected to one another or that efficient energy transmission is ensured during the side impact load.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Türstruktur vorgeschlagen, dass zumindest eines der Anschlusselemente ein Schmiedeteil ist, wobei bevorzugt zumindest ein Verstärkungsblech zwischen dem Anschlusselement und dem Rahmenelement angeordnet ist.It is also proposed in an advantageous embodiment of the door structure that at least one of the connection elements is a forged part, with at least one reinforcement plate preferably being arranged between the connection element and the frame element.
Hier ist vorgeschlagen, dass das Anschlusselement geschmiedet ist und somit eine sehr hohe Festigkeit beziehungsweise Steifigkeit aufweist und ideal als Hebelelement zum Übertragen einer Biegelast eingerichtet ist. Bevorzugt ist das betreffende Anschlusselement aus Aluminium gefertigt, sodass die Masse im Vergleich zu einem konventionellen (beispielsweise einstückigen) Aufprallträger gering ist, obwohl eine deutlich höhere Energieaufnahme mit dieser Türstruktur erreichbar ist.It is proposed here that the connection element is forged and thus has a very high level of strength or rigidity and is ideally set up as a lever element for transmitting a bending load. The connection element in question is preferably made of aluminum, so that the mass is low compared to a conventional (for example one-piece) impact beam, although a significantly higher energy absorption can be achieved with this door structure.
Alternativ oder ergänzend ist zumindest ein Verstärkungsblech zwischen dem Anschlusselement und dem Rahmenelement angeordnet, sodass eine höhere Sicherheit gegen ein Ausreißen der Verbindung zwischen dem Anschlusselement und dem Rahmenelement geschaffen ist, sowie eine höhere Lochleibungssteifigkeit. Somit ist das Material des Rahmenelements möglichst über die gesamte Dauer des Seitenaufpralls als energieaufnehmendes Element mit einbezogen ist und/oder weist Anschlusselement dort eine sehr steife Hebelverbindung auf, sodass das betreffende Anschlusselement relativ zu dem Rahmenelement definiert mit seiner Auflagefläche in die betreffende Säule der Karosserie verkippt wird.Alternatively or additionally, at least one reinforcement plate is arranged between the connection element and the frame element, so that greater security against the connection between the connection element and the frame element being torn out is created, as well as a higher embedding rigidity. The material of the frame element is therefore included as an energy-absorbing element over the entire duration of the side impact and/or the connection element has a very stiff lever connection there, so that the connection element in question tilts in a defined manner relative to the frame element with its bearing surface into the relevant pillar of the bodywork becomes.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Türstruktur vorgeschlagen, dass der Aufprallträger eine Soll-Knickstelle aufweist, welche näher bei dem ersten Anschlusselement angeordnet ist,
wobei die Soll-Knickstelle in einem Einbau in einem Fahrzeug bevorzugt zwischen Knie und Becken eines hinter der betreffenden Türöffnung sitzenden Fahrzeug-Insassen angeordnet ist,
besonders bevorzugt in Sichtrichtung des Fahrzeug-Insassen außerhalb seiner Sitzfläche.It is further proposed in an advantageous embodiment of the door structure that the impact beam has a predetermined buckling point which is arranged closer to the first connecting element.
wherein the predetermined buckling point in an installation in a vehicle is preferably arranged between the knee and pelvis of a vehicle occupant seated behind the relevant door opening,
particularly preferably in the direction of vision of the vehicle occupant outside of his seat.
Hier weist der Aufprallträger eine Soll-Knickstelle auf, mittels welcher der Aufprallträger (abweichend von einer bogenartigen Verformung) in eine dreieckartige Verformung gezwungen wird, und zwar so, dass aus der Intrusion folgend der Punkt der maximalen Tür-einwärtigen Deformation des Aufprallträgers außerhalb des Bereichs des Beckens oder Torsos eines hinter der betreffenden Türöffnung sitzenden Fahrzeug-Insassen angeordnet ist. Der Punkt der maximalen Tür-einwärtigen Deformation des Aufprallträgers ist dann beispielsweise im Vergleich zu einer bogenförmigen Deformation in Sichtrichtung nach vorne verlagert, bevorzugt in eine sogenannte Opferzone umverlagert. Das hier beschriebene Dreieck weist eine Basis auf, welche der unverformten Ausrichtung des Aufprallträgers entspricht. Die beiden anderen Schenkel sind von den Anschlusselementen zum Punkt der maximalen Tür-einwärtigen Deformation, also der oder im Bereich der Soll-Knickstelle, Tür-einwärts geneigt.Here the impact beam has a desired buckling point by which the impact beam is forced into a triangular deformation (as opposed to arcuate deformation) such that following intrusion the point of maximum door-inward deformation of the impact beam is outside of the range of the pelvis or torso of a vehicle occupant seated behind the relevant door opening. The point of the maximum door-inward deformation of the impact beam is then, for example, shifted forward in comparison to a curved deformation in the viewing direction, preferably shifted to a so-called victim zone. The triangle described herein has a base that corresponds to the undeformed orientation of the impact beam. The other two legs are inclined inwards from the connecting elements to the point of maximum door-inward deformation, ie at or in the area of the desired buckling point.
Alternativ oder zusätzlich wird der Anteil der Zuglast, welche auf die Anschlusselemente verteilt wird, infolge des kürzeren Schenkels der dreieck-artigen Verformung des Aufprallträgers verstärkt in das erste Anschlusselement eingeleitet, welches bevorzugt steifer zu der betreffenden Säule und/oder dem Rahmenelement verbunden ist. Bevorzugt ist dann das erst Anschlusselement bei der A-Säule angeordnet.Alternatively or additionally, the proportion of the tensile load that is distributed to the connection elements is introduced to the first connection element, which is preferably more rigidly connected to the relevant column and/or the frame element, due to the shorter leg of the triangular-like deformation of the impact beam. The first connection element is then preferably arranged on the A pillar.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Türstruktur vorgeschlagen, dass das erste Anschlusselement bei dem Scharnier des Rahmenelements angeordnet ist und mit einem Rahmen-seitigen Scharnieranschluss verbunden ist, bevorzugt mittels zwei Anschlusspunkten, wobei derjenige Punkt der hin zu der ersten Säule weisenden Flächennormale der ersten Auflagefläche entlang der Scharnierachse zwischen den zwei Anschlusspunkten angeordnet ist.It is also proposed in an advantageous embodiment of the door structure that the first connection element is arranged at the hinge of the frame element and is connected to a frame-side hinge connection, preferably by means of two connection points, the point of the surface normal pointing towards the first pillar being the first Bearing surface is arranged along the hinge axis between the two connection points.
Bei dieser Ausführungsform ist das erste Anschlusselement bei dem Scharnier vorgesehen und mit einem rahmenseitigen Scharnieranschluss verbunden, beispielsweise kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig, bevorzugt sowohl kraftschlüssig als auch stoffschlüssig. Der Scharnieranschluss ist eines der steifsten Elemente der Türstruktur und bildet somit bei einer festen Verbindung mit dem Anschlusselement einen sehr steifen Verkippungspunkt für das Anschlusselement, sodass infolge der Zuglast (in dem Aufprallträger) das Anschlusselement um den Scharnieranschluss verschwenkend mit seiner Auflagefläche hin zu der betreffenden Säule verschwenkt wird. Somit wird effizient die Energie aus dem Aufprallträger in die betreffende Säule eingeleitet.In this embodiment, the first connection element is provided at the hinge and is connected to a frame-side hinge connection, for example with a force fit and/or with a material bond, preferably both with a force fit and with a material bond. The hinge connection is one of the stiffest elements of the door structure and thus forms a very stiff tipping point for the connection element when firmly connected to the connection element, so that as a result of the tensile load (in the impact beam) the connection element pivots around the hinge connection with its bearing surface towards the relevant column is pivoted. The energy from the impact beam is thus efficiently introduced into the relevant column.
In einer vorteilhaften Ausführungsform, bei welcher bei beiden Anschlusselementen ein solcher relativ steifer Verkippungspunkt für das Anschlusselement und eine Tür-einwärts versetzte Auflagefläche zur Anlage an der betreffenden Säule eingerichtet ist, ist vorteilhafterweise der Aufprallträger maßgeblich oder einzig auf die Übertragung einer Zuglast einzurichten, wobei lediglich sicherzustellen ist, dass der Aufprallträger unter der Aufpralllast nicht reißt beziehungsweise sich nicht zu weit längt (dehnt) und infolgedessen nicht zu weit Tür-einwärts deformiert wird. Das Rahmenelement der Türstruktur selbst ist bei dem derart ausgeführten Anschlusselement nahezu nicht an der an dem Zuglastanteil des Aufprallträgers mit einer Deformation beteiligt (sondern allein der betreffende Scharnieranschluss). Bei dem zweiten Anschlusselement ist der Bereich des Verschlusshakens (für die Verschluss-Öse zum Verschließen der Tür) zum Aufnehmen der Zuglast eingerichtet.In an advantageous embodiment, in which such a relatively stiff tilting point for the connection in both connection elements element and a contact surface offset inwards of the door is set up to rest on the column in question, the impact beam is advantageously set up primarily or solely for the transmission of a tensile load, it only being necessary to ensure that the impact beam does not tear under the impact load or does not elongate too much (stretches) and consequently is not deformed too far inward of the door. In the connection element designed in this way, the frame element of the door structure itself is almost not involved in the tensile load component of the impact beam with a deformation (only the relevant hinge connection is). In the case of the second connection element, the area of the locking hook (for the locking eyelet for locking the door) is set up to absorb the tensile load.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind bei dem Scharnieranschluss zwei Anschlusspunkte gebildet, sodass wiederum eine gute Ausnutzung der Anschlusspunkte sowie eine Vermeidung von einem nachteiligen Moment auf den Aufprallträger erreicht ist. Besonders bevorzugt sind die Anschlusspunkte derart angeordnet, dass sie jeweils im Erdschwerefeld oberhalb und unterhalb des Punkts (beziehungsweise der auf der Auflagefläche mit dem Anteil) der hin zu der ersten Säule weisenden Flächennormalen angeordnet sind. Damit führt eine Verkippung um eine Achse quer zu den Anschlusspunkten und quer zu der Flächennormalen der ersten Auflagefläche zu einer selbstversteifenden Struktur, indem die Lasten dann auf den jeweils entlastenden Anschlusspunkt übergeleitet werden. Denn es wird dann eine Zuglast des Aufprallträgers bei dem entlastenden Anschlusspunkt in eine Drucklast umgewandelt und somit die Verschwenkachse des ersten Anschlusselements versteift. Das gleiche oder ähnliche Prinzip ist bevorzugt bei dem zweiten Anschlusselement, beispielsweise mittels des oben genannten Dorns und/oder des Verstärkungsblechs erzielt.In an advantageous embodiment, two connection points are formed in the hinge connection, so that in turn good utilization of the connection points and avoidance of a disadvantageous moment on the impact beam is achieved. The connection points are particularly preferably arranged in such a way that they are each arranged in the earth's gravitational field above and below the point (or the point on the bearing surface with the proportion) of the surface normal pointing towards the first column. A tilting about an axis transverse to the connection points and transverse to the surface normal of the first bearing surface thus leads to a self-reinforcing structure, in that the loads are then transferred to the respective relieving connection point. This is because a tensile load of the impact beam is then converted into a compressive load at the relieving connection point, and the pivoting axis of the first connection element is thus reinforced. The same or a similar principle is preferably achieved with the second connection element, for example by means of the mandrel mentioned above and/or the reinforcement plate.
Besonders bevorzugt sind das Anschlusselement und der jeweilige Scharnieranschluss beziehungsweise die jeweiligen Scharnieranschlüsse miteinander einstückig gebildet und der zumindest eine Scharnieranschluss mit dem Rahmenelement beziehungsweise einer Versteifungsstruktur des Rahmenelements stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden.The connection element and the respective hinge connection or the respective hinge connections are particularly preferably formed in one piece with one another and the at least one hinge connection is connected to the frame element or a stiffening structure of the frame element in a materially bonded and/or non-positive manner.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Türstruktur vorgeschlagen, dass die Flächennormale zumindest einer der Auflageflächen durch eine Türdichtung, welche in einem Fahrzeug zwischen dem Rahmenelement und der betreffenden Säule angeordnet ist, weisend ausgerichtet ist.It is also proposed in an advantageous embodiment of the door structure that the surface normal of at least one of the bearing surfaces is aligned pointing through a door seal which is arranged in a vehicle between the frame element and the relevant pillar.
Bei dieser Ausführungsform ist die Auflagefläche derart angeordnet, dass sie bei dem betrachteten Seitencrash durch die Türdichtung hindurch auf die betreffende Säule gedrückt wird, wobei zum einen unmittelbar (oder bei einem geringen Spiel) nach sehr kurzer Zeit ein, wenn auch zunächst nicht ausreichend steifer, Kontakt zu der Säule geschaffen ist und zu dem hier zwischen der Türstruktur und der Säule intrinsisch der oder mit der geringsten von der Auflagefläche zu überwindende Abstand vorliegt. Es findet somit eine Energieeinleitung von dem Anschlusselement in die betreffende Säule nahezu unmittelbar statt. Ein freier Deformationsanteil des Aufprallträgers, bei welchem die Auflagefläche noch nicht derart zu der Säule positioniert sind, dass eine Lasteinleitung stattfindet, ist ausgeschlossen oder auf einen sehr kurzen Zeitraum begrenzt.In this embodiment, the bearing surface is arranged in such a way that in the side crash under consideration it is pressed through the door seal onto the relevant pillar, with on the one hand immediately (or with little play) after a very short time, albeit initially not being sufficiently stiff, Contact is created with the pillar and to which there is intrinsically the or with the smallest distance to be overcome by the bearing surface between the door structure and the pillar. Energy is thus introduced almost immediately from the connection element into the relevant column. A free deformation component of the impact beam, in which the bearing surface is not yet positioned in relation to the column in such a way that a load is introduced, is ruled out or limited to a very short period of time.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Tür für ein Fahrzeug vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Türstruktur nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung zum Schutz eines Fahrzeug-Insassen bei einem Seitenaufprall;
- - ein Scharnier mit einem Scharnieranschluss zum schwenkbaren Verbinden des Rahmenelements der Türstruktur mit einer betreffenden Säule eines Fahrzeugs;
- - eine Türfensteröffnung und eine Türverkleidung,
wobei der Aufprallträger in relativ zu der Türfensteröffnung fahruntergrundseitig und innerhalb der Türverkleidung angeordnet ist,
wobei bevorzugt die Auflagefläche zumindest eines der Anschlusselemente bei einer Verschluss-Öse der betreffenden Säule angeordnet ist.According to a further aspect, a door for a vehicle is proposed, having at least the following components:
- - a door structure according to an embodiment as described above for protecting a vehicle occupant in a side impact;
- - a hinge with a hinge connection for pivotally connecting the frame member of the door structure to a respective pillar of a vehicle;
- - a door window opening and a door panel,
wherein the impact beam is arranged in relation to the door window opening on the driving surface side and inside the door panel,
the bearing surface of at least one of the connecting elements being preferably arranged at a locking eyelet of the relevant column.
Hier ist eine Tür für ein Fahrzeug vorgeschlagen, welche die zuvor beschriebene Türstruktur in einer der genannten Ausführungsformen umfasst, wobei mittels dieser Türstruktur ein Fahrzeug-Insasse effizient gegen den betrachteten Seitencrash geschützt ist. Die Tür umfasst ein Scharnier, mittels welchem die Tür verschwenkbar ist, beispielsweise nach vorne, nach hinten oder als Flügeltür nach oben. Die Tür weist weiterhin eine Türfensteröffnung beziehungsweise ein darin angeordnetes Fenster auf und eine Türverkleidung, welche ästhetischen Anforderungen entspricht und/oder als Träger für weitere Elemente dient. Der Aufprallträger ist unterhalb der Türfensteröffnung angeordnet und innerhalb der Türverkleidung, wobei darauf hingewiesen sei, dass die Türverkleidungen hier ebenfalls die Chassis-seitige Außenverkleidung umfasst. Bevorzugt ist der Aufprallträger derart Tür-auswärts relativ zu der Türfensteröffnung beziehungsweise der Fensterscheibe versetzt, dass ein unmittelbarer Einschlag in das Fenster unterbunden ist. Bei einer nach vorne verschwenkbaren Tür ist bevorzugt das erste Anschlusselement bei dem Scharnieranschluss angeordnet, bevorzugt mit dem Scharnieranschluss verbunden, und das zweite Anschlusselement bei der Verschluss-Öse mit dem Rahmenelement verbunden, bevorzugt mit einem zusätzlichen Verstärkungsblech.A door for a vehicle is proposed here, which comprises the door structure described above in one of the specified embodiments, a vehicle occupant being efficiently protected against the side crash under consideration by means of this door structure. The door includes a hinge, by means of which the door can be pivoted, for example forwards, backwards or upwards as a wing door. The door also has a door window opening or a window arranged therein and a door panel, which meets aesthetic requirements and/or serves as a support for other elements. The impact beam is located below the door window opening and inside the door panel, noting that the door panels here also include the chassis-side outer panel. The impact beam is preferably offset door-outward relative to the door window opening or the window pane in such a way that an immediate Impact in the window is prevented. In the case of a door that can be pivoted forward, the first connection element is preferably arranged at the hinge connection, preferably connected to the hinge connection, and the second connection element is connected to the frame element at the locking eyelet, preferably with an additional reinforcement plate.
Die hier vorgeschlagene Tür ist zum Auffangen eines Seitencrashs geeignet. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Masse dieser Tür nicht merklich größer, nicht größer oder sogar geringer als bei einer konventionellen Tür, welche für eine solche Aufpralllast nicht ausreichend ausgelegt ist. Alternativ oder zusätzlich ist die Tür weitestgehend oder vollständig konventionell ausgeführt beziehungsweise weist keine zusätzlichen Versteifungselemente für diesen Lastfall auf, außer den Elementen der hier explizit genannten Türstruktur, also dem Aufprallträger und den zwei Anschlusselementen.The door proposed here is suitable for absorbing a side crash. In an advantageous embodiment, the mass of this door is not noticeably greater, no greater or even less than that of a conventional door which is not sufficiently designed for such an impact load. Alternatively or additionally, the door is designed largely or completely conventionally or has no additional stiffening elements for this load case, apart from the elements of the door structure explicitly mentioned here, i.e. the impact beam and the two connection elements.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug vorgeschlagen, aufweisend eine Mehrzahl von Rädern, zumindest einen Fahrzeugsitz für einen Fahrzeug-Insassen und eine Karosserie mit zwei Säulen und einer dazwischen gebildeten Türöffnung, sowie einer Tür nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei die Tür zum verschwenkbaren Verschließen der Türöffnung angeordnet ist,
wobei die Türstruktur dazu eingerichtet ist, einen auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Fahrzeug-Insassen vor einer schweren Verletzung infolge eines Seitenaufpralls einer Barriere in die Tür zu schützen,
wobei bevorzugt das Fahrzeug ein Sportwagen ist.According to a further aspect, a vehicle is proposed, having a plurality of wheels, at least one vehicle seat for a vehicle occupant and a body with two pillars and a door opening formed between them, and a door according to an embodiment according to the above description, the door to the pivotable closing of the door opening is arranged,
wherein the door structure is configured to protect a vehicle occupant seated on the vehicle seat from serious injury as a result of a side impact of a barrier into the door,
preferably wherein the vehicle is a sports car.
Das hier vorgeschlagene Fahrzeug ist beispielsweise ein Kraftfahrzeug, besonders bevorzugt ein Sportwagen mit einer tiefen Sitzhöhe beziehungsweise Einstiegshöhe, also einer relativ zu der Sitzhöhe hohen Aufprallhöhe, beispielsweise bei der betrachteten Seitenaufprall-Konstellation, wie sie beim Zusammentreffen von einem Sportwagen und einem seitlichen aufprallenden SUV auftritt. Der Fahrzeugsitz ist relativ zu der Türöffnung derart angeordnet, dass ein darauf sitzender Fahrzeug-Insasse aufgrund der gemäß dem definierten Lastfall resultierenden Deformation der Türstruktur beziehungsweise des Aufprallträgers vor schweren Verletzungen, vor allem im Bereich seines Beckens und Torsos, bevorzugt aber auch im Bereich seines Oberschenkels und Knies oder insgesamt geschützt ist. Die hier genannte Barriere ist dabei der modell-gemäße Repräsentant für den betrachteten Seitencrash mit hoher Einschlagshöhe und großem Impuls. Beispielsweise ist damit ein sogenanntes Sport Utility Vehicle [SUV] mit einer sehr hoch angeordneten Aufprallfläche und einer sehr hohen Fahrzeugmasse bei einer potenziell sehr hohen Fahrtgeschwindigkeit (im Vergleich zu einem Lastkraftwagen) repräsentiert.The vehicle proposed here is, for example, a motor vehicle, particularly preferably a sports car with a low seat height or entry height, i.e. a high impact height relative to the seat height, for example in the side impact constellation considered, as occurs when a sports car and a side impacting SUV collide . The vehicle seat is arranged relative to the door opening in such a way that a vehicle occupant sitting on it is protected from serious injury, primarily in the area of his pelvis and torso, but preferably also in the area of his thigh, due to the deformation of the door structure or the impact beam resulting from the defined load case and knees or all is protected. The barrier mentioned here is the model-specific representative for the considered side crash with high impact height and large impulse. For example, a so-called sports utility vehicle [SUV] with a very high impact surface and a very high vehicle mass at a potentially very high driving speed (compared to a truck) is represented.
Die hier vorgeschlagene Tür für das Fahrzeug ist zum Auffangen eines Seitencrashs geeignet. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Masse dieser Tür nicht merklich größer, nicht größer oder sogar geringer als bei einer konventionellen Tür, welche für eine solche Aufpralllast nicht ausreichend ausgelegt ist. Alternativ oder zusätzlich ist das Fahrzeug beziehungsweise die Tür weitestgehend oder vollständig konventionell ausgeführt beziehungsweise weist keine zusätzlichen Versteifungselemente für diesen Lastfall auf, außer den Elementen der hier explizit genannten Türstruktur, also dem Aufprallträger und den zwei Anschlusselementen. The door proposed here for the vehicle is suitable for absorbing a side crash. In an advantageous embodiment, the mass of this door is not noticeably greater, no greater or even less than that of a conventional door which is not sufficiently designed for such an impact load. Alternatively or additionally, the vehicle or the door is largely or completely conventional or has no additional stiffening elements for this load case, apart from the elements of the door structure explicitly mentioned here, i.e. the impact beam and the two connection elements.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugs vorgeschlagen, dass die erste Säule weiterhin einen Fanghaken mit einer Fangfläche aufweist, wobei die Fangfläche derart korrespondierend zu einer Gegenfläche des ersten Anschlusselements ausgerichtet ist, dass bei einer Zuglast in dem Aufprallträger infolge eines Seitenaufpralls die Fangfläche und die Gegenfläche miteinander in Kontakt gebracht werden,
wobei bevorzugt die erste Säule des Fahrzeugs nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung eingerichtet ist.It is also proposed in an advantageous embodiment of the vehicle that the first pillar also has a catch hook with a catch surface, the catch surface being aligned in such a way that it corresponds to a counter surface of the first connecting element such that in the event of a tensile load in the impact beam as a result of a side impact, the catch surface and the mating surfaces are brought into contact with each other,
wherein preferably the first pillar of the vehicle is set up according to an embodiment according to the above description.
Bei dieser Ausführungsform ist an der ersten Säule weiterhin ein Fanghaken vorgesehen, welcher mit einer Gegenfläche des ersten Anschlusselements derart ausgerichtet ist, dass zum einen die Tür zum Öffnen entsprechend frei verschwenkbar ist und zum anderen im Falle des betrachteten Seitencrashs der Fanghaken zusammen mit der Gegenfläche in Kontakt kommt. Die Fangfläche und die Gegenfläche kommen dabei derart in Kontakt, dass sie so ineinandergreifen, dass die Zuglast des Aufprallträgers von dem Fanghaken aufgenommen werden kann und somit in die erste Säule eingeleitet wird. Bei einer Ausführungsform ist von dem Fanghaken zusammen mit der Gegenfläche zusätzlich eine Lastaufnahme über die erste Auflagefläche des ersten Anschlusselements entlastet. Bei einer anderen Ausführungsform ist über den Fanghaken ein definierter Verkippungspunkt für das erste Anschlusselement gebildet. Bei dem betrachteten Seitencrash wird infolge der Zuglast in dem Aufprallträger das Anschlusselement mit dem Versatz zu dem Aufprallträger verschwenkt, wobei bevorzugt der Scharnieranschluss, an welchem das erste Anschlusselement angebunden ist, entlastet wird.In this embodiment, a catch hook is also provided on the first pillar, which is aligned with a counter surface of the first connection element in such a way that on the one hand the door can be freely pivoted to open and on the other hand in the case of the side crash under consideration the catch hook together with the counter surface in contact comes. The catch surface and the counter surface come into contact in such a way that they engage in one another in such a way that the tensile load of the impact carrier can be absorbed by the catch hook and is thus introduced into the first column. In one embodiment, the catch hook, together with the counter surface, also relieves a load on the first contact surface of the first connection element. In another embodiment, a defined tilting point for the first connection element is formed via the catch hook. In the side crash under consideration, as a result of the tensile load in the impact beam, the connecting element is pivoted with the offset relative to the impact beam, with the hinge connection to which the first connecting element being connected preferably being relieved.
Es sei darauf hingewiesen, dass für einige Anwendungsfälle ein solcher Fanghaken nicht notwendig ist. Dann weist die erste Auflagefläche im Zusammenspiel mit einer (bevorzugt dem Scharnieranschluss als) Schwenkachse für das erste Anschlusselement eine ausreichende Steifigkeit auf beziehungsweise führt eine ausreichende Energievernichtung herbei.It should be pointed out that such a catch hook is not necessary for some applications. Then the first bearing surface has a pivot axis (preferably the hinge connection as) for the first Connecting element sufficient rigidity or causes sufficient energy dissipation.
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
-
1 : eine Türstruktur mit einem Aufprallträger samt zwei separaten Anschlusselementen; -
2 : eine deformierte Türstruktur mit einem Aufprallträger mit Soll-Knickstelle im Vergleich mit einer deformierten konventionellen Türstruktur; -
3 : in einer Detailansicht ein erstes Anschlusselement mit einem Zapfen in einem Rahmenelement; -
4 : in einer Detailansicht ein zweites Anschlusselement in einem Rahmenelement; -
5 : ein erstes Anschlusselement verbunden mit einem Scharnieranschluss; -
6 : in einer Schnittansicht ein separates erstes Anschlusselement mit Zapfen; -
7 : in einer Schnittansicht ein zweites Anschlusselement; -
8 : in einer Detailansicht ein Anschlusspunkt eines Anschlusselements; -
9 : in einer Schnittansicht ein erstes Anschlusselement mit einer Gegenfläche zu einem Fanghaken der ersten Säule; und -
10 : ein Fahrzeug mit einer Tür in einer Türöffnung seiner Karosserie.
-
1 : a door structure with an impact beam including two separate connection elements; -
2 : a deformed door structure with a target buckling impact beam compared to a deformed conventional door structure; -
3 : in a detailed view, a first connection element with a pin in a frame element; -
4 : a detailed view of a second connection element in a frame element; -
5 : a first connection element connected to a hinge connection; -
6 : in a sectional view, a separate first connection element with pin; -
7 : a second connection element in a sectional view; -
8th : a detail view of a connection point of a connection element; -
9 1: in a sectional view, a first connecting element with a counter-surface to a catch hook of the first column; and -
10 : a vehicle having a door in a doorway of its body.
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Am linken Bildrand ist ein Rahmenelement 5 einer Türstruktur 1 dargestellt, welches sich an einer ersten Säule 9 vorbei (in dieser Darstellung nach oben) erstreckt. Das Rahmenelement 5 umfasst einen Blechabschnitt 21, welcher die Türverkleidung 20 bildet. Darstellungsgemäß links ist eine Türdichtung 43 in Kontakt mit der Türverkleidung 20 des Rahmenelements 5 und befestigt an der ersten Säule 9. Von der ersten Auflagefläche 16 erstreckt sich ihre Flächennormale 17 durch die Türdichtung 43 hin zu dem dortigen Abschnitt der ersten Säule 9. Die erste Auflagefläche 16 des ersten Anschlusselements 14 mit einem Tür-einwärtigen Versatz zu dem Aufprallträger 12 angeordnet, sodass ein Knie-Hebel-Effekt unter der dargestellten Zuglast 26 erzwungen ist. Die erste Auflagefläche 16 zerdrückt dabei die Türdichtung 43 und stützt sich an der ersten Säule 9 ab, während die (bevorzugt zwei) Anschlusspunkte 34 (vergleiche
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Mit der hier vorgeschlagenen Türstruktur ist ein Fahrzeug-Insasse ausreichend vor einem Seitencrash mit einem SUV geschützt bei gleichzeitig geringer Masse. With the door structure proposed here, a vehicle occupant is adequately protected from a side crash with an SUV while at the same time having a low mass.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Türstrukturdoor structure
- 22
- Türdoor
- 33
- Fahrzeugvehicle
- 44
- Fahrzeug-Insassevehicle occupant
- 55
- Rahmenelementframe element
- 66
- Scharnierhinge
- 77
- Scharnierachsehinge axis
- 88th
- Türöffnungdoorway
- 99
- erste Säulefirst pillar
- 1010
- zweite Säulesecond pillar
- 1111
- Karosseriebody
- 1212
- Aufprallträgerimpact beam
- 1313
- Aufprallhöheimpact height
- 1414
- erstes Anschlusselementfirst connection element
- 1515
- zweites Anschlusselementsecond connection element
- 1616
- erste Auflageflächefirst bearing surface
- 1717
- Flächennormalesurface normal
- 1818
- zweite Auflageflächesecond bearing surface
- 1919
- Dornmandrel
- 2020
- Türverkleidungdoor panel
- 2121
- Blechabschnittsheet metal section
- 2222
- kraftschlüssige Verbindungstrong connection
- 2323
- Zapfencones
- 2424
- Öffnung für ZapfenOpening for pegs
- 2525
- Scherlastenshear loads
- 2626
- Zuglasttensile load
- 2727
- Verstärkungsblechreinforcement plate
- 2828
- Soll-Knickstellenominal kink point
- 2929
- KnieKnee
- 3030
- Beckenpool
- 3131
- Sichtrichtungline of sight
- 3232
- Sitzflächeseat
- 3333
- Scharnieranschlusshinge connection
- 3434
- Anschlusspunktconnection point
- 3535
- Türfensteröffnungdoor window opening
- 3636
- Verschluss-ÖseClosure eyelet
- 3737
- Radwheel
- 3838
- Fahrzeugsitzvehicle seat
- 3939
- Barrierebarrier
- 4040
- Fanghakencatch hook
- 4141
- Fangflächecatch surface
- 4242
- Gegenflächecounter surface
- 4343
- Türdichtungdoor seal
- 4444
- Opferzonevictim zone
- 4545
- konventionelle Türstrukturconventional door structure
- 4646
- Torsotorso
- 4747
- Seitenaufprall-AirbagSide impact airbag
- 4848
- SchweißnahtWeld
- 4949
- Kopfhead
- 5050
- Fahruntergrunddriving surface
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DE102021103738.7A DE102021103738A1 (en) | 2021-02-17 | 2021-02-17 | Door structure for a door of a vehicle to protect a vehicle occupant in a side crash |
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---|---|---|---|
DE102021103738.7A DE102021103738A1 (en) | 2021-02-17 | 2021-02-17 | Door structure for a door of a vehicle to protect a vehicle occupant in a side crash |
Publications (1)
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---|---|
DE102021103738A1 true DE102021103738A1 (en) | 2022-08-18 |
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Family Applications (1)
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