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Die Erfindung betrifft ein Türsystem für eine Tür zum Schutz eines Fahrzeug-Insassen bei einem Seitencrash, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - zwei Säulen mit einer dazwischen gebildeten Türöffnung,
- - ein Rahmenelement zum Verschließen einer Türöffnung zwischen den zwei Säulen;
- - ein Scharnier mit einem Scharnieranschluss zum schwenkbaren Verbinden des Rahmenelements mit der ersten Säule,
wobei das Rahmenelement umfasst: - - ein zweites Anschlusselement zum Verbinden des Aufprallträgers mit dem Rahmenelement bei der zweiten Säule,
- - ein erstes Anschlusselementzum Verbinden des Aufprallträgers mit dem Rahmenelement bei der ersten Säule; und
- - einen Aufprallträger, welcher sich in einer vorbestimmten Aufprallhöhe quer zwischen den beiden Säulen erstreckt. Das Türsystem ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die erste Säule weiterhin einen Fanghaken mit einer Fangfläche aufweist, wobei die Fangfläche derart korrespondierend zu einer Gegenfläche des Rahmenelements ausgerichtet ist, dass bei einer Zuglast in dem Aufprallträger infolge eines Seitencrashs die Fangfläche und die Gegenfläche miteinander in Kontakt gebracht werden. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Tür für ein Fahrzeug mit einem solchen Türsystem, sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Tür.
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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 Seitencrash 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.
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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.
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Die Erfindung betrifft ein Türsystem für eine Tür eines Fahrzeugs zum Schutz eines Fahrzeug-Insassen bei einem Seitencrash, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - zwei Säulen mit einer dazwischen gebildeten Türöffnung,
- - ein Rahmenelement zum Verschließen einer Türöffnung zwischen den zwei Säulen;
- - ein Scharnier mit einem Scharnieranschluss zum schwenkbaren Verbinden des Rahmenelements mit der ersten Säule,
wobei das Rahmenelement umfasst: - - ein zweites Anschlusselement zum Verbinden des Aufprallträgers mit dem Rahmenelement bei der zweiten Säule,
- - ein erstes Anschlusselement zum Verbinden des Aufprallträgers mit dem Rahmenelement bei der ersten Säule; und
- - einen Aufprallträger, welcher sich in einer vorbestimmten Aufprallhöhe quer zwischen den beiden Säulen erstreckt.
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Das Türsystem ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die erste Säule weiterhin einen Fanghaken mit einer Fangfläche aufweist, wobei die Fangfläche derart korrespondierend zu einer Gegenfläche des Rahmenelements ausgerichtet ist, dass bei einer Zuglast in dem Aufprallträger infolge eines Seitencrashs die Fangfläche und die Gegenfläche miteinander in Kontakt gebracht werden.
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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.
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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 dieses Türsystem 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 Sprt-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.
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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.
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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 (beispielsweise Komponenten der Karosserie), in welche das Rahmenelement (verschwenkbar) 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 betreffenden der Karosserie eines Fahrzeugs verbunden. In der häufigsten Anwendung ist das Scharnier bei einer A-Säule (dann die erste 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 (dann die erste Säule) angeordnet, sodass die Tür nach Fahrzeughinten verschwenkbar ist. Bei derjenigen Säule, welche nicht das Scharnier umfasst ist zumindest eine Verschluss-Öse vorgesehen, in welcher ein Verschlusshaken der Tür eingerastet ist, wenn die Tür ordnungsgemäß verschlossen ist.
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Bei vorbekannten Lösungen wird die Aufpralllast des hier betrachteten Seitencrashs einzig in das Rahmenelement oder weitere Elemente des Türsystems beziehungsweise der Tür eingeleitet, wobei also einzig das (in der Regel gewichtsoptimierte) Türsystem für die Vernichtung der eingebrachten Energie zum Schutz eines Fahrzeug-Insassen zur Verfügung steht. Es sei darauf hingewiesen, dass es mit dem hier vorgeschlagenen Türsystem möglich ist, einen Teil der Energie des Seitencrashs 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.
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Im Gegensatz zu Vorbekanntem ist hier ein gänzlich neuer Ansatz gewählt, wobei an der ersten Säule weiterhin ein Fanghaken vorgesehen ist, 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 des Rahmenelements 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 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.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Türsystems vorgeschlagen, dass der Fanghaken sich laschen-artig in den Bereich des Rahmenelements hineinerstreckt und in einem geschlossenen Zustand der Türöffnung mit seiner Fangfläche zu der Gegenfläche im Mittel minimal beabstandet ist.
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Dieser Fanghaken erstreckt sich als Kragbalken in den verschwenkbaren Anteil des Türsystems, also in den Bereich des Rahmenelements hinein. Fixiert für eine Lastaufnahme ist der kragbalken-artige Fanghaken an der ersten Säule, bspw. mittels einer (bevorzugt großflächigen) Schweißnaht und/oder einer (bevorzugt mehrfachen) Verschraubung und/oder Vernietung. Der Fanghaken beziehungsweise sein laschen-artiges Endstück ist derart ausgebildet, dass ein Verschwenken der Tür berührungsfrei ausführbar ist. Bei einem Scharnier an der ersten Säule ist die Fangfläche (bevorzugt das gesamte laschen-artige Endstück des Fanghakens) entsprechend dem Schwenkradius des Rahmenelements im Bereich des Fanghakens nach Tür-auswärts gebogen ausgebildet. Dann ist zur Aufnahme einer großen Fangfläche dennoch eine kleine Öffnung in der Tür (-verkleidung) notwendig, beispielsweise entsprechend dem (maximalen) Querschnitt des Fanghakens im Bereich der Fangfläche, wobei der Querschnitt normal zu der Schwenkbewegung definiert ist. Ein Fanghaken bei der Verschluss-Öse ist entsprechend anders auszuführen. Die aus dem hier betrachteten Seitencrash resultierende Deformation des Türsystems ist der Bewegung der Verschwenkung der Tür zum Öffnen der Türöffnung eines Fahrzeugs entgegengerichtet. Bei dem Seitencrash wird also entgegen der berührungsfreien Verschwenkbarkeit für ein Öffnen der Türöffnung in sehr kurzer Zeit (beispielsweise in den ersten 10 %, bevorzugt in den ersten 5 %, der Dauer der Deformation infolge des Seitencrashs) die Fangfläche des Fanghakens mit der Gegenfläche des Rahmenelements in kraftübertragenden Kontakt gebracht.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Türsystems vorgeschlagen, dass die Fangfläche eine Mehrzahl von zu der ersten Säule parallele Rillen aufweist.
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Mit den hier vorgeschlagenen Rillen ist bei einer Ausführungsform beim kraftübertragenden Kontakt mit der Gegenfläche ein Eingriff der Fangfläche und der Gegenfläche ineinander im Vergleich zu einer ebenen Ausführung der Fangfläche verbessert. in einer alternativen Ausführungsform ist die Gegenfläche auch oder einzig mit Rillen ausgeführt. In einer **bevorzugten Ausführungsform ist die Fangfläche härter als die Gegenfläche ausgeführt, sodass von dem hier betrachteten Seitencrash eine Deformation der Gegenfläche in die Rillen der Fangfläche verursacht ist.
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Bei einer Ausführungsform ist mittels der Rillen zusätzlich zu einer reinen Drucklastübertragung zwischen der Fangfläche und der Gegenfläche eine Zuglast von der Gegenfläche in die Fangfläche nicht rein reibschlüssig, sondern zudem kraftschlüssig übertragbar. Dieser Effekt tritt spätestens nach einer entsprechenden Deformation der (beispielsweise zuvor ebenen) Gegenfläche auf. Alternativ oder zusätzlich weist die Gegenfläche Gegenrillen auf. Indem die Rillen zu der ersten Säule parallel ausgerichtet sind ist erreicht, dass die Rillen eine Haltefläche quer zu der Zugrichtung bilden und daher für eine Aufnahme der Zuglast besonders geeignet sind.
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Es sei darauf hingewiesen, dass eine solche Rille entweder als Erhebung oder als Vertiefung in der Fangfläche (und/oder entsprechend die Gegenrillen der Gegenfläche) ausgeführt ist, beispielsweise sowohl zumindest eine (Gegen-) Rille als Erhebung und zumindest eine (Gegen-) Rille als Vertiefung vorgesehen ist.
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Gemäß einem anderen Aspekt ist mit den Rillen eine gezielte Verformung der Fangfläche nach Art einer Soll-Knickstelle ausgebildet. Indem die Rillen zu der ersten Säule parallel ausgerichtet sind ist erreicht, dass mittels der Rillen eine gezielte Deformation bei gleichzeitig einer so sehr kostengünstig einstellbaren genau bezifferten Energievernichtung verursacht ist.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Türsystems vorgeschlagen, dass die Fangfläche an ihrem Rahmenelement-seitigen Ende eine abgerundete Erhebung aus der übrigen Fangfläche aufweist.
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das Rahmenelement-seitige Ende steht bei der Deformation, welche von dem hier betrachteten Seitencrash verursacht wird, der Bewegung des Rahmenelements, beispielsweise des ersten Anschlusselements und/oder des Aufprallträgers als äußerster Punkt der Fangfläche entgegen. In einer Ausführungsform ist von diesem Rahmenelement-seitigen Ende unter der hier betrachteten resultierenden Deformation eine mögliche Knickung in dem Aufprallträger oder einer anderen Komponente des Rahmenelements verursacht. Eine abgerundete Erhebung verhindert dann eine punktuelle Überlastung. Eine punktuelle Überlastung hat eine vergrößerte Deformation des Rahmenelements im Vergleich zu der möglichen Energievernichtung zur Folge. Mittels der abgerundeten Erhebung ist hingegen die Lastfläche (zumindest über den Verlauf der Deformation) vergrößert und damit eine Deformation des Rahmenelements im Vergleich zu der möglichen Energievernichtung verringert (beziehungsweise umgekehrt die Energievernichtung im Vergleich zu der Deformation des Rahmenelements vergrößert).
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In einer alternativen und/oder ergänzenden Ausführungsform ist die abgerundete Erhebung derart ausgeführt, dass das Rahmenelement mit seiner Gegenfläche unter der hier betrachteten resultierenden Deformation nicht oder erst spät von der Fangfläche abrutschen kann. Die abgerundete Erhebung ist derart sich aus der Fangfläche erhebend ausgeführt, dass davon für die Gegenfläche oder eine benachbarte oder angrenzende Kante der Gegenfläche nach Art eines Widerhakens die Gegenfläche in einem gewünschten relativen Lage zu der Fangfläche festgehalten ist.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Türsystems vorgeschlagen, dass diejenige zu der Fangfläche korrespondierende Gegenfläche von dem ersten Anschlusselement gebildet ist.
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Bei einer 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 erste Anschlusselement mit dem Versatz zu dem Aufprallträger verschwenkt, wobei bevorzugt der Scharnieranschluss, an welchem das erste Anschlusselement angebunden ist, entlastet wird. Bevorzugt weist das erste Anschlusselement eine (erste) Auflagefläche auf, wie sie nachfolgend beschrieben ist. Von der Fangfläche ist dann die Hauptaufnahme oder eine unterstützende Aufnahme für die in das erste Anschlusselement eingeleitete Last infolge des betrachteten Seitencrashs beziehungsweise der resultierenden Deformation eingerichtet.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Türsystems vorgeschlagen, dass das erste Anschlusselement bei dem Scharnier des Rahmenelements angeordnet ist und mit einem Rahmen-seitigen Scharnieranschluss verbunden ist.
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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 des Türsystems 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 hin zu der betreffenden Säule verschwenkt wird. Somit wird effizient die Energie aus dem Aufprallträger in die betreffende Säule eingeleitet.
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Das Rahmenelement des Türsystems selbst ist bei dem derart ausgeführten ersten Anschlusselement nahezu nicht an der an dem Zuglastanteil des Aufprallträgers mit einer Deformation beteiligt (sondern allein der betreffende Scharnieranschluss). Bei dem zweiten Anschlusselement ist bevorzugt der Bereich des Verschlusshakens (für die Verschluss-Öse zum Verschließen der Tür) zum Aufnehmen der Zuglast eingerichtet.
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Besonders bevorzugt sind das erste Anschlusselement und der Scharnieranschluss beziehungsweise die Scharnieranschlüsse miteinander einstückig gebildet und der zumindest eine Scharnieranschluss mit dem Rahmenelement beziehungsweise einer Versteifungsstruktur des Rahmenelements stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Türsystems vorgeschlagen, dass zumindest eines der Anschlusselemente eine Auflagefläche aufweist, welche zu dem Aufprallträger Tür-einwärts versetzt bei der korrespondierenden Säule angeordnet ist und eine hin zu der korrespondierenden Säule weisende Flächennormale aufweist,
wobei bevorzugt das Anschlusselement nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung gebildet ist und mit einem Rahmen-seitigen Scharnieranschluss mittels zwei Anschlusspunkten verbunden ist, wobei derjenige Punkt der hin zu der ersten Säule weisenden Flächennormale der ersten Auflagefläche entlang der Scharnierachse zwischen den zwei Anschlusspunkten angeordnet ist.
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Hier ist vorgeschlagen, dass 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.
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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 fahrzeugeinwärts 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 das Rahmenelement hinaus zum Aufnehmen der Kräfte genutzt wird und zum anderen, dass die in der Regel erforderliche deutlich höhere Steifigkeit der Säule des Türsystems (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 bevorzugten Ausführungsform entspricht der Versatz etwa 80 % [achtzig Prozent] bis 90 % der Tiefe des Rahmenelements beziehungsweise des Türsystems. Sofern ein einziges Anschlusselement dieses Türsystems 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.
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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.
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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.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Türsystems vorgeschlagen, dass die Flächennormale zumindest einer der Auflageflächen durch eine Türdichtung, welche zwischen dem Rahmenelement und der betreffenden Säule angeordnet ist, weisend ausgerichtet ist.
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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 dem Rahmenelement 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.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Türsystems vorgeschlagen, dass eine zweite Auflagefläche des zweiten Anschlusselements bei einer Verschluss-Öse der zweiten Säule angeordnet ist.
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Im Bereich der Verschluss-Öse ist bereits in einem konventionellen Türsystem eine Versteifung vorgesehen, welche gemäß diesem Vorschlag masse-neutral zur Abstützung für das zweite Anschlusselement nutzbar ist. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Rahmenelement im Bereich der Verschluss-Öse zusätzlich (bevorzugt mittels eines einlagigen oder mehrlagigen) Verstärkungsblechs verstärkt, wobei infolge der lokal begrenzten und im Vergleich zu einem Bauteil aus Vollmaterial zusätzlich zu einem gewünschten Steifigkeitsanstieg einzig ein geringer Massezuwachs resultiert.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Türsystems vorgeschlagen, dass zumindest eines der Anschlusselemente ein Schmiedeteil ist, wobei bevorzugt zumindest ein Verstärkungsblech zwischen dem Anschlusselement und dem Rahmenelement angeordnet ist.
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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 diesem Türsystem erreichbar ist.
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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 Seitencrashs als energieaufnehmendes Element mit einbezogen. In einer Ausführungsform weist das Anschlusselement dort eine sehr steife Hebelverbindung auf, sodass das betreffende Anschlusselement relativ zu dem Rahmenelement definiert mit seiner optionalen zuvor beschriebenen Auflagefläche in die betreffende Säule der Karosserie verkippt wird.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Türsystems 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.
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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 bogen-förmigen 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.
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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.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Türsystems 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 ersten Auflagefläche nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung ausgerichtet ist.
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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.
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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.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Zapfen parallel zu der ersten Auflagefläche ausgerichtet, sodass von dem Zapfen hin zu der ersten 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 erste Auflagefläche aufweist. Mittels des Zapfens ist in einfacher Weise sichergestellt, dass der Aufprallträger und das separate Anschlusselement sicher miteinander verbunden bleiben beziehungsweise während der Seitencrash-Last eine effiziente Energieübertragung sichergestellt ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Tür für ein Fahrzeug vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - ein Türsystem nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung zum Schutz eines Fahrzeug-Insassen bei einem Seitenaufprall;
- - eine Türfensteröffnung und eine Türverkleidung,
wobei der Aufprallträger in relativ zu der Türfensteröffnung fahruntergrundseitig und innerhalb der Türverkleidung angeordnet ist.
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Hier ist eine Tür für ein Fahrzeug vorgeschlagen, welche das zuvor beschriebene Türsystem in einer der genannten Ausführungsformen umfasst, wobei mittels dieses Türsystems ein Fahrzeug-Insasse effizient gegen den betrachteten Seitencrash geschützt ist. Die Tür ist mittels des Scharniers verschwenkbar, beispielsweise nach vorne oder nach hinten. 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.
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Die hier vorgeschlagene Tür ist zum Auffangen des betrachteten Seitencrashsgeeignet. 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 des hier explizit genannten Türsystems, also dem Aufprallträger und den zwei Anschlusselementen.
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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 das Türsystem 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.
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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 des Türsystems 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.
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Die hier vorgeschlagene Tür für das Fahrzeug ist zum Auffangen des betrachteten 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 des hier explizit genannten Türsystems, also dem Aufprallträger und den zwei Anschlusselementen.
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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: ein Türsystem mit einem Aufprallträger samt zwei separaten Anschlusselementen;
- 2: ein deformiertes Türsystem mit einem Aufprallträger mit Soll-Knickstelle im Vergleich mit einem deformierten konventionellen Türsystem;
- 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.
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In 1 ist ein Türsystem 1 mit einem Aufprallträger 12 samt zwei separaten Anschlusselementen 14,15 dargestellt. Der Aufprallträger 12 ist mittels der Anschlusselemente 14,15 mit einem Rahmenelement 5 derart verbunden, dass ein Schutz vor einer eintreffenden Barriere 39 (vergleiche 2) in einer definierten Aufprallhöhe 13 gebildet ist. Die Aufprallhöhe 13 wird beispielsweise durch die Höhe eines üblichen SUV definiert. Eine Türfensteröffnung 35 ist oberhalb der Aufprallhöhe 13 angeordnet. Der hier gezeigte Aufprallträger 12 weist (optional) eine Soll-Knickstelle 28 auf, welche in dem betrachteten Seitencrash zu einer definierten Deformierung des Aufprallträgers 12 führt, sodass etwa ein Drittel in Sichtrichtung 31 vorne gegenüber zwei Dritteln hinten der Länge des Aufprallträgers 12 die Tür-einwärts gerichteten Schenkel der deformierten Form bilden. Damit ist der Ort (entlang der Sichtrichtung 31) der maximalen Tür-einwärtigen Verformung genau definiert und in dieser Anwendung in der Opferzone 44 angeordnet (vergleiche 2). Die Anschlusselemente 14,15 sind hier jeweils mit zwei Anschlusspunkten 34 an das Rahmenelement 5 formschlüssig verbunden. Dabei ist das erste Anschlusselement 14 parallel zu einer Scharnierachse 7 (vergleiche 5) positioniert. Das zweite Anschlusselement 15 ist in Sichtrichtung 31 weiter hinten im Bereich einer Verschluss-Öse 36 (hier optional über ein Verstärkungsblech 27) mittels seiner (hier zwei) Anschlusspunkte 34 an dem Rahmenelement 5 fixiert.
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In 2 ist ein deformiertes Türsystem 1 gemäß 1 mit einem Aufprallträger 12 mit Soll-Knickstelle 28 im Vergleich mit einem deformierten konventionellen Türsystem 45 im Endzustand und/oder nach etwa 60 ms [sechzig Milli-Sekunden] gezeigt. Dabei ist der Aufprallträger 12 des hier vorgeschlagenen Türsystems 1 mit einer ersten Säule 9 an einer Türöffnung 8 und einer zweiten Säule 10 verbunden und ist an der Soll-Knickstelle 28 maximal Tür-einwärts deformiert. Der Ort entlang der Sichtrichtung 31 ist bei einer Opferzone 44 im vorderen Drittel des Türsystems 1 angeordnet. Dabei resultiert eine Zuglast 26 in dem deformierten Aufprallträger 12. Mittels der Soll-Knickstelle 28 des Aufprallträgers 12 weist dieser eine abweichende Verformung von dem konventionellen Türsystem 45 (hier ein deformierter konventioneller Aufprallträger1 gestrichelt dargestellt) auf, infolge welcher das Türsystem 1 in Sichtrichtung 31 weiter vorne in das Fahrzeug 3 Tür-einwärts hineinragt. Von dem Aufprallträger 12 wird zwischen der ersten Säule 9 (hier der A-Säule) und der zweiten Säule 10 (hier der B-Säule) eine Barriere 39 aufgenommen und es gelingt sogar, einen Teil der Aufprall-Energie in eine Deformation der Barriere 39 umzusetzen. Dies ist an der dreieck-artigen Form der Barriere 39 erkennbar, welche im Zustand vor dem Aufprall eine zu der Sichtrichtung 31 etwa parallele erste Stoßfläche (beispielsweise eine Stoßstange) aufwies. Die Barriere 39 ist beispielsweise ein Kraftfahrzeug mit großer Bodenfreiheit (beispielsweise größer 200 mm), hoher Masse (beispielsweise etwa 2 Tonnen) und hoher erreichbarer Geschwindigkeit (beispielsweise oberhalb von 180 km/h), wie beispielsweise bei sogenannten SUV [engl.: Sports Utility Vehicle] gegeben. Bekannte SUV sind der Porsche Cayenne, Chevrolet Tahoe und der VW Touareg. Dadurch ist ein Fahrzeug-Insasse 4 in Sichtrichtung 31 auf dem Fahrzeugsitz 38 sitzend, im Bereich seines Knies 29, Beckens 30 und/oder Torsos 46 deutlich besser geschützt als bei einem konventionellen Türsystem 45. Ein dort (beispielsweise in der B-Säule 10) vorgesehener Seitenaufprall-Airbag 47, mittels welchem der Torso 46 und das Becken 30 des Fahrzeug-Insassen 4 geschützt werden soll, kann sich auch in diesem Seitencrash-Lastfall im Gegensatz zu dem gezeigten konventionellen Türsystem 45 Soll-gemäß entfalten und somit den Fahrzeug-Insassen 4 zweckmäßig schützen.
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In 3 ist in einer Detailansicht ein erstes Anschlusselement 14 mit einem Zapfen 23 in einem Rahmenelement 5 gezeigt. Dabei ist das Rahmenelement 5 mittels des ersten Anschlusselements 14 mit einem Aufprallträger 12, beispielsweise wie in 1 und 2 dargestellt, verbunden. Das erste Anschlusselement 14 ist mittels einer kraftschlüssigen Verbindung 22 mit dem Aufprallträger 12 verbunden. Der Aufprallträger 12 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Öffnung 24 für einen Zapfen 23 des ersten Anschlusselements 14 auf. Das Anschlusselement 14 ist derart zu einer Scharnierachse 7 ausgerichtet, dass in dem hier behandelten Seitencrash bei den Anschlusspunkten 34 (vergleiche 5) eine Verkipp-Achse etwa oder exakt parallel zu der Scharnierachse 7 gebildet ist. Der Zapfen 23 des ersten Anschlusselements 14 erstreckt sich in gerader Verlängerung zu einem Hebel, an dessen Ende eine erste Auflagefläche 16 gebildet ist, durch die korrespondierende Öffnung 24 des Aufprallträgers 12 hindurch. Parallel dazu ist (hier mittels einer Schraube) eine kraftschlüssige Verbindung 22 zwischen dem ersten Anschlusselement 14 und dem Aufprallträger 12 gebildet. Bei einer Zuglast 26 in dem Aufprallträger 12 (hier in der Darstellung nach rechts) wird die Öffnung 24 des Aufprallträgers 12 aufgrund eines geringeren Spiels zuerst mit dem Zapfen 23 in Kontakt gezogen und somit zumindest ein Teil der Scherlasten 25 (vergleiche 6) von der kraftschlüssigen Verbindung 22 abgefangen. Die bereits genannte und in der Darstellung hinten angeordnete erste Auflagefläche 16 ist bei einer Türdichtung 43 angeordnet. Bei einer Zuglast 26 entlang des Aufprallträgers 12 auf die kraftschlüssige Verbindung 22 und den Zapfen 23 mit der Verkipp-Achse (etwa) parallel zu der Scharnierachse 7 wird die (erste) Auflagefläche 16 über die Türdichtung 43 mit der unmittelbar dahinter angeordneten (ersten) Säule 9 in kraftübertragenden Kontakt gebracht (vergleiche 5). Optional ist hier zwischen dem Aufprallträger 12 und der (ersten) Auflagefläche 16 ein Fanghaken 40 vorgesehen, an welchem sich das erste Anschlusselement 14 in dem hier betrachteten Seitencrash abstützt beziehungsweise darum verschwenkt.
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In 4 ist in einer Detailansicht ein zweites Anschlusselement 15 in einem Rahmenelement 5 dargestellt, welches über ein lokal verstärkendes Verstärkungsblech 27 mit dem Rahmenelement 5 verbunden ist. In dieser Detailansicht ist ein Aufprallträger 12 beispielsweise nach einer der vorhergehenden Figuren gezeigt. Der Aufprallträger 12 ist mittels einer kraftschlüssigen Verbindung 22 (hier optional mittels einer Schraube) mit dem zweiten Anschlusselement 15 verbunden. Das zweite Anschlusselement 15 ist mittels (hier optional) zwei Anschlusspunkten 34 an dem Rahmenelement 5 fixiert. Dabei weist das zweite Anschlusselement 15 in der Bildebene hinten am Ende eines Hebels wie bei dem erstes Anschlusselement 14 (vergleiche 3) eine zweite Auflagefläche 18 auf, welche mit einer Türdichtung 43 in Kontakt steht. Bei einer Zuglast 26 (in der Darstellung nach links) entlang des Aufprallträgers 12 auf die kraftschlüssige Verbindung 22 mit der Verkipp-Achse etwa durch die zwei Anschlusspunkte 34 wird die (zweite) Auflagefläche 18 über die Türdichtung 43 mit der unmittelbar dahinter angeordneten (zweiten) Säule 10 in kraftübertragenden Kontakt gebracht (vergleiche 7).
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In 5 ist ein erstes Anschlusselement 14 verbunden mit einem Scharnieranschluss 33 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist das erste Anschlusselement 14 bei zwei einzelnen Elementen eines Scharniers 6 für das Rahmenelement 5 beziehungsweise die Tür 2 (vergleiche 10) vorgesehen und mit einem rahmenseitigen Scharnieranschluss 33 verbunden, beispielsweise sowohl kraftschlüssig als auch stoffschlüssig (vergleiche 8). Das Scharnier 6 ist dabei dauerhaft mit dem Rahmenelement 5 sowie der (ersten) Säule 9 einer Karosserie 11 eines Fahrzeugs 3 verbunden. Dabei sind die (hier zwei) Anschlusspunkte 34 des ersten Anschlusselements 14 ko-axial zu der korrespondierenden Scharnierachse 7 angeordnet, beispielsweise parallel zu dem Erdschwerefeld (hier nicht dargestellt, vertikal in der Bildebene). Das erste Anschlusselement 14 umfasst eine erste Auflagefläche 16, welche etwa parallel zu der Scharnierachse 7 ausgerichtet ist. Bei dieser Ausführungsform ist (optional) an dem Rahmenelement 5 weiterhin ein Fanghaken 40 (beispielsweise nach 9) vorgesehen, welcher mit der ersten Säule 9 fest verbunden und bevorzugt zu dem Türsystem 1 (genauer zu dem ersten Anschlusselement 14) im normalen Betrieb beabstandet ist. Erst beim Seitenaufprall kommt der Fanghaken 40 mit dem ersten Anschlusselement 14 in kraftübertragenden Kontakt. In der Mitte des ersten Anschlusselements 14 ist ein Zapfen 23 (beispielsweise nach 4) vorgesehen, welcher sich durch den Aufprallträger 12 erstreckt. Der Aufprallträger 12 ist parallel dazu mittels einer kraftschlüssigen Verbindung 22 mit dem erste Anschlusselement 14 verbunden.
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In 6 ist in einer Schnittansicht ein separates erstes Anschlusselement 14 mit Zapfen 23 dargestellt, welches mit einem Aufprallträger 12 (beispielsweise wie in einer der vorigen Figuren dargestellt) verbunden ist. In einer entsprechenden Öffnung 24 in dem Aufprallträger 12 ist zum Übertragen der Zugkraft (in der Darstellung nach rechts) des Aufprallträgers 12 bei dem betrachteten Seitencrash mittels einer Schraube eine kraftschlüssige Verbindung 22, sowie mittels eines Zapfens 23 eine Formschlüssige Verbindung gebildet. Die aus der Zuglast 26 des Aufprallträgers 12 resultierenden Scherlasten 25 werden mittels des Zapfens 23 im Zusammenspiel mit der Öffnung 24 für Zapfen 23 (mit geringerem Spiel als zu dem Schraubenschaft) von der kraftschlüssigen Verbindung 22 abgefangen.
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Am linken Bildrand ist ein Rahmenelement 5 eines Türsystems 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 5) und/oder ein Fanghaken 40 (vergleiche 9) einen Verkippachse definieren, unter Einbringung einer (beispielsweise Zug-) Last in das Scharnier 6 beziehungsweise in den Fanghaken 40 und damit in die erste Säule 9.
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In 7 ist in einer Schnittansicht ein zweites Anschlusselement 15, hier (optional) mit einem Dorn 19, gezeigt. Darstellungsgemäß am unteren Bildrand ist ein Aufprallträger 12 beispielsweise nach einer der vorhergehenden Figuren an das zweite Anschlusselement 15 verbunden, beispielsweise wie in 4 gezeigt. In dieser Darstellung unten rechts ist eine (äußere) Türdichtung 43 positioniert, an welche sich eine zweite Säule 10 anschließt. Die zweite Säule 10 ist in dieser Darstellung rechts und oberhalb (Tür-einwärts) etwa parallel zu einem die Türverkleidung 20 bildenden Blechabschnitt 21 des Rahmenelements 5 angeordnet. Am darstellungsgemäß oberen (Tür-einwärtigen) Ende des Rahmenelements 5 ist eine (innere) Türdichtung 43 positioniert, welche mit dem Rahmenelement 5 in Kontakt steht. Darstellungsgemäß unterhalb (Tür-auswärts) des benannten Blechabschnitts 21 ist in unmittelbarer Nähe oder berührend das zweite Anschlusselement 15 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst das zweite Anschlusselement 15 einen (bevorzugt zwei) Dorn(e) 19 und grenzt mit diesem Dorn 19 an den benannten Blechabschnitt 21 bei der (inneren) Türdichtung 43 an. Der Dorn 19 erstreckt sich (hier optional Tür-einwärts) aus der (zweiten) Auflagefläche 18 des (zweiten) Anschlusselements 15 heraus. Die zweite Auflagefläche 18 weist eine Flächennormale 17 auf, welche in Richtung der (inneren) Türdichtung 43 weist. Zwischen dem Aufprallträger 12 und der (zweiten) Auflagefläche 18 ist ein Tür-einwärtiger Versatz (also Abstand beziehungsweise Hebel) gebildet. Bei dem hier betrachteten Seitencrash gräbt sich der Dorn 19 in die Türverkleidung 20 und gegebenenfalls auch in die (zweite) Säule 10, sodass von der Zuglast 26 in dem Aufprallträger 12 die zweite Auflagefläche 18 bei der (inneren) Türdichtung 43 gegen die (zweite) Säule 10 gepresst wird. Die Anschlusspunkte 34 (vergleiche 4) bilden mit der Deformation des Blechabschnitts 21 der Türverkleidung 20 eine Gegenkraft und bewirken (zusätzlich) einen Knie-Hebel-Effekt.
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In 8 ist in einer Detailansicht ein Anschlusspunkt 34 eines Anschlusselements 14,15 gezeigt. Das Anschlusselement 14,15 ist in dieser Ausführungsform an ein Rahmenelement 5 angebunden, und zwar mittels einer Mehrzahl von (hier sichtbar zwei) Schweißnähten 48 stoffschlüssig und mittels einer Schraube oder Niet, deren Kopf 49 hier zu sehen ist, kraftschlüssig fixiert. Bevorzugt ist diese kraftschlüssige Verbindung mit dem Scharnieranschluss 33 gebildet und die stoffschlüssige Verbindung mit einem Blech des Rahmenelements 5.
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In 9 ist in einer Schnittansicht ein erstes Anschlusselement 14 mit einer Gegenfläche 42 zu einem Fanghaken 40 der ersten Säule 9 gezeigt. Der Fanghaken 40 ist mit seiner Fangfläche 41 derart ausgerichtet, dass die Fangfläche 41 mit einer Gegenfläche 42 des Anschlusselements 14 im Falle des hier betrachteten Seitencrashs in Kontakt kommen. Hiermit ist erreicht, dass die Zuglast 26 (vergleiche 3) des Aufprallträgers 12 von dem Fanghaken 40 aufnehmbar ist und somit in die erste Säule 9 eingeleitet wird. Der Fanghaken 40 bildet dann zusammen mit der Gegenfläche 42 des ersten Anschlusselements 14 eine Verkippachse wie dies im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach 5 beschrieben ist. Es wird ohne Ausschluss der Allgemeinheit insoweit auf die dortige Beschreibung verwiesen. Die Fangfläche 41 weist hier (optional) weiterhin eine Mehrzahl von Rillen 51 auf, welche senkrecht zu der Bildebene, also (zumindest etwa) parallel zu Scharnierachse 7 ausgerichtet sind (vergleiche beispielsweise 3). Weitehrin und unabhängig von den Rillen 51 ist am Rahmenelement-seitigen Ende 52 des Fanghakens 40 eine der Gegenfläche 42 zugewandte, abgerundete Erhebung 53 vorgesehen. Für die Funktion von den Rillen 51 und der abgerundeten Erhebung 53 wird auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen.
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In 10 ist ein Fahrzeug 3 mit einer Tür 2 in einer Türöffnung 8 seiner Karosserie 11 dargestellt. Wie üblich für die Umsicht des Fahrzeug-Insassen 4 umfasst die Tür 2 eine Türfensteröffnung 35.Das Fahrzeug 3 steht mit seinen Rädern 37 auf dem Fahruntergrund 50, welcher als Bezugslinie für eine Aufprallhöhe 13 dient. Beispielsweise beträgt die Differenzhöhe zum eigenen Stoßfänger 100 mm bis 150 mm. Das Fahrzeug 3 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine erste Säule 9 (A-Säule), in Sichtrichtung 31 vor dem Fahrzeug-Insassen 4 und darstellungsgemäß links, eine zweite Säule 10 (B-Säule), in Sichtrichtung 31 (meist überlappend) hinter dem Fahrzeug-Insassen 4 und darstellungsgemäß rechts. Zwischen den beiden Säulen 9,10 ist eine Türöffnung 8 gebildet, in welcher eine Tür 2 bevorzugt nach in Sichtrichtung 31 vorne um die A-Säule 9 verschwenkbar angeordnet ist. Die Säulen 9,10 bilden einen Bestandteil einer Karosserie 11 des Fahrzeugs 3. Das Innere des Fahrzeugs 3 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel mindestens einen Fahrzeugsitz 38 (hier dem Fahrersitz oder bei Linksverkehr Beifahrersitz) mit einer Sitzfläche 32, auf der ein Fahrzeug-Insasse 4 in Sichtrichtung 31 blickend sitzt. Dabei ist sein Knie 29 etwa auf Aufprallhöhe 13, sein Becken 30 unterhalb der Aufprallhöhe 13 und sein Torso 46 überlappend mit der Aufprallhöhe 13 positioniert.
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Mit dem hier vorgeschlagenen Türsystem ist ein Fahrzeug-Insasse ausreichend vor einem Seitencrash mit einem SUV geschützt bei gleichzeitig geringer Masse.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Türsystem
- 2
- Tür
- 3
- Fahrzeug
- 4
- Fahrzeug-Insasse
- 5
- Rahmenelement
- 6
- Scharnier
- 7
- Scharnierachse
- 8
- Türöffnung
- 9
- erste Säule
- 10
- zweite Säule
- 11
- Karosserie
- 12
- Aufprallträger
- 13
- Aufprallhöhe
- 14
- erstes Anschlusselement
- 15
- zweites Anschlusselement
- 16
- erste Auflagefläche
- 17
- Flächennormale
- 18
- zweite Auflagefläche
- 19
- Dorn
- 20
- Türverkleidung
- 21
- Blechabschnitt
- 22
- kraftschlüssige Verbindung
- 23
- Zapfen
- 24
- Öffnung für Zapfen
- 25
- Scherlasten
- 26
- Zuglast
- 27
- Verstärkungsblech
- 28
- Soll-Knickstelle
- 29
- Knie
- 30
- Becken
- 31
- Sichtrichtung
- 32
- Sitzfläche
- 33
- Scharnieranschluss
- 34
- Anschlusspunkt
- 35
- Türfensteröffnung
- 36
- Verschluss-Öse
- 37
- Rad
- 38
- Fahrzeugsitz
- 39
- Barriere
- 40
- Fanghaken
- 41
- Fangfläche
- 42
- Gegenfläche
- 43
- Türdichtung
- 44
- Opferzone
- 45
- konventionelles Türsystem
- 46
- Torso
- 47
- Seitenaufprall-Airbag
- 48
- Schweißnaht
- 49
- Kopf
- 50
- Fahruntergrund
- 51
- Rille
- 52
- Rahmenelement-seitiges Ende
- 53
- abgerundete Erhebung
