DE19728546B4

DE19728546B4 - Deckelkörper für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE19728546B4
Application number: DE19728546A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Gaul; Manfred Hirsch; Dieter Krumrey
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1996-07-16
Filing date: 1997-07-04
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2017-07-05
Also published as: DE19728546A1

Abstract

Deckelkörper (1, 1') für ein Fahrzeug mit einem Außenhautelement, einem Innenhautelement und wenigstens zwei Verstärkungselementen, die an wenigstens einem der vorgenannten Hautelemente oder an beiden in einem Bereich hoher lokaler Beanspruchungen, insbesondere einer Scharnieranlenkung, Schlossträgeraufnahme, Spiegelbefestigung oder dergleichen, befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass
– die Verstärkungselemente (10 bis 13, 15 bis 19) zu einem geschlossenen, einteiligen Rahmenkörper (24, 24', 28) zusammengesetzt sind,
– einzelne Rahmenabschnitte des gebildeten Rahmenkörpers (24, 24', 28) lokal verstärkt sind, indem derselbe aus einem Platinenverbund geformt ist, der seinerseits in unterschiedlichen Rahmenabschnitten aus Platinenstücken mit unterschiedlichen Wandstärken und/oder Werkstoffguten zusammengesetzt ist, und/oder aus vorgeformten oder vorprofilierten Formkörpern zusammengesetzt ist,
– der zusammengesetzte Rahmenkörper (24, 24', 28) mit wenigstens einem der Hautelemente zu einem Unterzusammenbau zusammengefasst ist, und
– sowohl wenigstens zwei Seitenbereiche als auch wenigstens ein Fuß- und/oder Mittelstreben- und/oder Kopfbereich des Deckelkörpers (1) mit dem Rahmenkörper (24, 24', 28) verbunden...

Description

Die Erfindung betrifft einen Deckelkörper für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine modulare Fahrzeugtür ist aus der EP 0 304 769 B1 bekannt. Diese Schrift zeigt insbesondere in der 3 ein Innenhautelement, an dem ein sogenannter Intrusionsträger befestigt ist. Letzterer ist an seinen Stirnbereichen so ausgeformt, daß er Blechpartien des Innenhautelementes auf ihren Rückseiten verstärkt und so gleichzeitig auch zur Befestigung von Schlössern und Scharnieren am gesamten Türkörper genutzt werden kann. Darüber hinaus ist dieser Intrusionsträger nach Art eines Montagemoduls gebildet, an dem Türeinbauten wie beispielsweise Fensterheber vormontiert sein können. An sich ist die hier vorgenommene Verstärkung des Innenhautelementes in den Schloß- bzw. Scharnierbereichen positiv zu bewerten. Nachteilig an der gesamten Türkonzeption ist jedoch, daß diese positiven Eigenschaften lediglich auf die vorgenannten Bereiche beschränkt sind.
Die DE 42 44 346 A1 zeigt eine Türkonstruktion für Fahrzeuge, bei der auf ein Innenhautelement separate Verstärkungsteile aufgebracht werden. Die im wesentlichen U-förmig ausgebildete Platte ist darüber hinaus noch zur Aufnahme einer Seitenverstärkung hergerichtet, die ebenfalls neben den vorgenannten Verstärkungen separat dem Innenhautelement zuzuführen ist.
Ähnlich ist die Situation auch bei gemäß 1 ausgeführten Fahrzeugtüren, die so oder ähnlich von unterschiedlichen Kraftfahrzeugherstellern produziert werden und deshalb offenkundig bekannt sind. Man erkennt dort mit UG 1 bis UG 3 bezeichnete Untergruppen, die jeweils als Unterzusammenbauten an einem als Türinnenblech 1 ausgeführten Innenhautelement befestigt werden. Zur Untergruppe UG 1 gehören Fensterschachtträgerelemente 2 und 3, ein oberes Scharnierverstärkungselement 4 sowie eine hier nur symbolisch angedeutete Schweißmutter 5. Zum Unterzusammenbau UG 2 gehören eine untere Scharnierverstärkung 6, eine untere Schweißmutter 7 sowie eine sogenannte Schwellerverstärkung 8. Schließlich ist als dritter Anbau UG 3 noch eine hier einteilig ausgeführte Schloß- und Wandverstärkung 9 vorgesehen.
Die in 1 dargestellten Zusammenhänge folgen demnach einem Prinzip, wie man es grundsätzlich der 2 entnehmen kann. Einzelne lokale Verstärkungselemente 10 bis 13 werden wie bei der vorgenannten DE 42 44 346 A1 gesondert an dem Innenhautelement 1 befestigt. In Überlappungsbereichen (in 2 schraffiert dargestellt) können auf diese Weise drei Bleche übereinander zur Anlage kommen. Für die Verbindung dieser Lagen wäre eine Dreiblechschweißung erforderlich, die aber wiederum den Einsatz verzinkter Bleche nicht zuläßt. Für den Einsatz verzinkter Bleche sind also Unterzusammenbauten zu bilden, die allerdings bedingt durch Fertigungstoleranzen nach Anbringung an dem Innenblech zu Verzug an demselben führen können.
Ein weiteres grundsätzliches Problem tritt auf, wenn beispielsweise wie in 3 am Beispiel einer Heckklappe 14 gezeigt, Scharnierverstärkungen 15, 16 auf dem Innenhautelement 1' separat befestigt werden. Ein auf diese Weise geteilter Scharnierträger führt dazu, daß auch bei nur geringen Abweichungen im Fertigungsprozeß Scharnierachsen schon so zueinander versetzt sein können, daß die Klappenfunktion stark beeinträchtigt ist. Ergänzend zu den im Kopfbereich der Heckklappe 14 angeordneten Scharnierverstärkungen 15, 16 sind hier noch Seitenverstärkungen 17, 18 sowie im Fußbereich eine Schloßverstärkung 19 vorgesehen.
Aus der DE 195 19 509 A1 ist eine Fahrzeugtür mit einem Rahmenmodul und einem Seitenaufprallschutzträger bekannt. Verstärkungen für Schloss-, Scharnier- und Fensterschachtbereich sind z. B. durch Verwendung dickerer Bleche oder so genannter „tailored blanks" in das Türinnenblech integriert oder als separate Verstärkungsbauteile an dem Rahmenmodul vorgesehen. Diese beiden alternativen Ausführungsformen erfordern einen nicht unerheblichen Fertigungsaufwand.
Die WO 90 09 902 A1 offenbart eine Fahrzeugtür mit einem metallischen, etwa trapezförmigen und eine Versteifungsstrebe aufweisenden Rahmen und einem aufgeformten Kunststoffteil mit integrierten Versteifungsrippen. Zusätzlich ist ein Außenhautbauteil vorgesehen. Zusätzliche Verstärkungen sind nicht vorhanden.
Ausgehend von dem aus der DE 195 19 509 A1 bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Deckelkörper für unterschiedlichste Anwendungsfälle so zu verbessern, daß unter Wahrung positiver Festigkeitseigenschaften die vorstehend beschriebenen Nachteile weitestgehend vermieden werden können, insbesondere die Fertigung des Deckelkörpers bei wenigstens gleich bleibender Festigkeit vereinfacht und kostengünstiger gestaltet werden kann.
Diese Aufgabe wird durch den Deckelkörper mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Die auf den Anspruch 1 zurückbezogenen Unteransprüche betreffen besonders vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Deckelkörpers.
Erfindungsgemäß werden Verstärkungselemente, die unterschiedlichen Bereichen des Deckelkörpers zugeordnet sind, zu einem geschlossenen, einteiligen Rahmenkörper zusammengesetzt, wobei einzelne Rahmenabschnitte wie im Patentanspruch 1 angegeben lokal verstärkt sind. Der auf diese Weise zusammengesetzte Rahmenkörper wird mit dem Innenhaut- und/oder Außenhautelement zu einem Unterzusammenbau zusammengefaßt. Die Kontur und der Verlauf des Rahmens sind so ausgelegt, daß sowohl wenigstens zwei Seitenbereiche als auch wenigstens ein Fuß- und/oder Mittelstreben- und/oder Kopfbereich des Deckelkörpers mit dem Rahmenkörper verbunden ist.
Ein derartig ausgeführter Deckelkörper kann nach Art einer Seitentür, Heckklappe, Fronthaube, eines Kofferraumdeckels oder dergleichen hergerichtet sein. Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist daher neben der einfachen und kostengünstigen Fertigung bei hoher Festigkeit darin zu sehen, daß sie einer Vielzahl von Anwendungsfällen zugänglich ist.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung kann darin gesehen werden, daß für die Anbindung des Rahmenkörpers an dem jeweiligen Hautelement die Befestigungspunkte so gewählt werden können, daß an einem in einem Fahrzeug verbauten Deckelkörper die aus Festigkeitsgründen unbedingt notwendigen Schweißpunkte in für den Fahrzeugnutzer nicht sichtbare Bereiche verlegt werden können.
Damit kann bei mit dem Stand der Technik vergleichbarer und sogar verbesserter Festigkeit die Produktqualität verbessert und die Prozeßsicherheit während der Fertigung erhöht werden. Dies gilt insbesondere auch für die Befestigung von Kleinteilen wie beispielsweise Befestigungswinkeln, Gewindeplatten oder Schweißmuttern. Durch die Unterbringung dieser Teile auf dem geschlossenen Rahmen kann jeweils eine eindeutige räumliche Zuordnung zueinander vorgenommen werden.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der in dem Deckelkörper zu verbauende Rahmenkörper unter Nutzung der sogenannten "Tailored-blank"-Technik erzeugt worden. Das Ausgangsmaterial für den Rahmenkörper ist in diesem Fall ein Verbund aus Platinen mit unterschiedlicher Wandstärke und/oder Werkstoffgüte, die beispielsweise mittels Laser- oder Quetschnahtschweißen zu einem einteiligen Halbzeug zusammengesetzt sind. Eine auf diese Weise erzeugte Verbundplatine wird in einem ein- oder mehrstufigen Umformprozeß – ergänzt um Schnitt- oder Stanzoperationen – zu einem einbaufertigen Rahmenkörper geformt, der anschließend an durch eine besondere Formgebung definierten Stellen mit dem jeweiligen Hautelement verbunden werden kann. Durch eine geschickte Abstimmung der Rahmenkörperkontur an die aufnehmende Hautelementkontur können Selbstzentrierungsfunktionen realisiert werden, die stets für einen exakten Sitz des Rahmenkörpers in dem jeweiligen Hautelement sorgen. Im Querschnitt muß der Rahmenkörper nicht zwangsläufig als profiliertes Blech ausgeführt sein, sondern kann durchaus auch als Formkörper geschlossenwandig nach Art eines Rohres ausgeführt sein. Zur Einbringung der jeweils erforderlichen Oberflächenkonturen bzw. -profile kann für derartig ausgeformte Rahmenkörper bevorzugt die sogenannte Innenhochdruck-Umformung zur Anwendung gelangen.
Die vorstehend beschriebene Ausführung in Tailored-Blank-Technik ermöglicht für Deckel allgemein und insbesondere für Seitentüren eine Gestaltung in Leichtbauweise. Extreme Leichtbauweisen sind alternativ aber auch mit Rahmenkörpern möglich, die zunächst aus Kunststoff (vorzugsweise glasfaser- oder kohlefaserverstärkt), Leichtmetallplatinen oder Leichtmetallgußkörpern (Basis: Aluminium- oder Magnesiumlegierungen) erstellt worden sind und anschließend mit dem Innen- und/oder Außenblech des Deckelkörpers verbunden werden. Denkbar sind auch Rahmenkörper in Verbundwerkstoffausführung, also beispielsweise mit Kunststoffpartien in schwach belasteten Bereichen und Metallpartien in hoher belasteten Bereichen. Grundsätzlich sind für alle vorstehend beschriebenen Rahmenkörper zur Befestigung an den Innen- und/oder Außenblechen als Verbindungstechniken Klebung, Schweißung, Lötung, Clinchen oder ähnliche Verfahren in Betracht zu ziehen.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung können ebenfalls der Zeichnung entnommen werden. Diese zeigt in den 4 und 5 einen erfindungsgemäßen Deckelkörper in schematischer Darstellung und in 6 einen in dem gemäß 4 ausgeführten Deckelkörper verbaubaren Rahmenkörper.
Analog zu der Darstellung in 2 wird in 4 wiederum das Innenhautelement 1 gezeigt, das hier entlang von Seitenbereichen 20, 21 sowie eines Fußbereiches 22 und eines Mittelstrebenbereiches 23 verstärkt ist. Diese Verstärkung wird bewirkt durch einen einteilig ausgeführten Rahmenkörper 24, der als ganzes auf das Innenhautelement 1 aufgesetzt und anschließend mit diesem durch Schweißung und/oder andere Verbindungstechniken verbunden wird.
In ähnlicher Weise sind die Seitenbereiche 20', 21' der Fußbereich 22' und der Kopfbereich 23' des Heckklappenelementes 1' durch den Rahmenkörper 24' verstärkt (siehe 5).
Eine praktische Ausführungsform für den in 4 im Prinzip dargestellten Rahmenkörper 24 zeigt 6. Man erkennt dort einen in sich geschlossenen Rahmenkörper 25, der als lokal verstärkte Funktionsabschnitte zwei Scharnierverstärkungsbereiche 26, 27, einen Schwellerverstärkungsbereich 28, einen Schloßverstärkungsbereich 29, einen Fensterschachtträger 30, sowie nach Art einer Eckenverstärkung ausgeführten einen Spiegelbefestigungsabschnitt 31 aufweist. Je nach Beanspruchungsprofil sind die einzelnen Funktionsabschnitte mit unterschiedlichen Wandstärken und/oder Werkstoffguten ausgeführt. So sind beispielsweise die Funktionsabschnitte 26 bis 28 besonders hoch belastbar. Demgegenüber sind Übergangsabschnitte 32, 33 aus einem sehr dünn ausgeführten Blech und die Funktionsabschnitte 30, 31 aus einem Blech mittlerer Wandstärke bzw. Werkstoffgüte erzeugt worden. Hervorzuheben ist, daß sämtliche der Funktionsabschnitte im Querschnitt betrachtet überwiegend profiliert sind, also beispielsweise Versickungen oder Absätze aufweisen und auf diese Weise dem gesamten Rahmenkörper 25 ein hohes Maß an Formstabilität verleihen. Gegebenenfalls kann dieser Verstärkungsrahmen auch eingesetzt werden, um zusammen mit dem jeweils damit in Verbindung gebrachten Hautelement zumindest abschnittsweise noch Zusatzrahmenprofile zu bilden, um auf diese Weise den gesamten Deckelkörper in sich noch weiter zu stabilisieren.
Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele beschränkt. So sind insbesondere auch Rahmenkörper zu beachten, die beispielsweise in Heckklappen gemäß 5 verbaut sind und dort Funktionsabschnitte aufweisen, die beispielsweise nach Art einer Scheinwerfer- oder Gasdruckfederaufnahme gebildet sind.

Claims

Deckelkörper (1, 1') für ein Fahrzeug mit einem Außenhautelement, einem Innenhautelement und wenigstens zwei Verstärkungselementen, die an wenigstens einem der vorgenannten Hautelemente oder an beiden in einem Bereich hoher lokaler Beanspruchungen, insbesondere einer Scharnieranlenkung, Schlossträgeraufnahme, Spiegelbefestigung oder dergleichen, befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass – die Verstärkungselemente (10 bis 13, 15 bis 19) zu einem geschlossenen, einteiligen Rahmenkörper (24, 24', 28) zusammengesetzt sind, – einzelne Rahmenabschnitte des gebildeten Rahmenkörpers (24, 24', 28) lokal verstärkt sind, indem derselbe aus einem Platinenverbund geformt ist, der seinerseits in unterschiedlichen Rahmenabschnitten aus Platinenstücken mit unterschiedlichen Wandstärken und/oder Werkstoffguten zusammengesetzt ist, und/oder aus vorgeformten oder vorprofilierten Formkörpern zusammengesetzt ist, – der zusammengesetzte Rahmenkörper (24, 24', 28) mit wenigstens einem der Hautelemente zu einem Unterzusammenbau zusammengefasst ist, und – sowohl wenigstens zwei Seitenbereiche als auch wenigstens ein Fuß- und/oder Mittelstreben- und/oder Kopfbereich des Deckelkörpers (1) mit dem Rahmenkörper (24, 24', 28) verbunden ist.
Deckelkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er nach der Art einer Seitentür, einer Heckklappe, einer Fronthaube, eines Kofferraumdeckels oder dergleichen ausgebildet ist.
Deckelkörper nach Art einer Seitentür gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Rahmenkörper (24) den Seitenbereichen Schloss- und Scharnierverstärkungen und dem Fußbereich eine einem Türschweller zugewandte Schwellerverstärkung zugeordnet ist.
Deckelkörper nach Art einer Seitentür gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Rahmenkörper (24) ein Mittelstrebenbereich einer Fensterschachtverstärkung zugeordnet ist.
Deckelkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmenkörper (24, 24', 28) im wesentlichen eine Rechteckkontur aufweist und in wenigstens einem Eckbereich eine Eckenverstärkung aufweist.
Deckelkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Eckenverstärkung einer Außenspiegelaufnahme (31) zugeordnet ist.
Deckelkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Rahmenabschnitte des Rahmenkörpers (24, 24', 28) Funktionsabschnitten des Deckelkörpers zugeordnet sind, in denen Einbauteile untergebracht oder an denen Anbauteile befestigbar sind.
Deckelkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Rahmenabschnitte einem als Fensterschachtträger ausgeführten Funktionsabschnitt zugeordnet ist.
Deckelkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Rahmenabschnitte einem als Gasdruckfederaufnahme ausgeführten Funktionsabschnitt zugeordnet ist.
Deckelkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Rahmenabschnitte einem als Scheinwerferaufnahme ausgeführten Funktionsabschnitt zugeordnet ist.
Deckelkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Rahmenabschnitte einem als Außenspiegelaufnahme ausgeführten Funktionsabschnitt zugeordnet ist.
Deckelkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Rahmenabschnitte zur Aufnahme von Kleinteilen wie Befestigungswinkeln, Gewindeplatten, Schweißmuttern, Stehbolzen, Clipsrastprofilen oder dergleichen hergerichtet ist.
Deckelkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Rahmenabschnitte als Befestigungsmittel zur Arretierung von abnehmbaren Verkleidungsteilen ausgebildet ist.
Deckelkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmenkörper als Leichtmetallgussteil ausgeführt ist.
Deckelkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmenkörper in Verbundwerkstoffbauweise ausgeführt ist.