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Die
Erfindung betrifft eine Kraftwagentür nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Kraftwagentüren in modernen
PKWs sind häufig
aus verschiedenen Modulen zusammengesetzt. Hierbei umfasst die Kraftwagentür häufig ein äußeres Modul,
das einen Rahmen, eine Außenbeplankung
und Seitenaufprallschutzleisten aufweist, sowie ein inneres Modul,
das im Wesentlichen zur Befestigung von Anbauteilen und Türverkleidungen dient.
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In
der
DE 101 33 420
A1 wird eine Kraftwagentür beschrieben, die aus eben
solchen zwei Modulen zusammengesetzt ist. Hierbei weist das innere Modul
ein Kunststoffgehäuse
auf, auf das im Weiteren durch Kaschierung eine Türinnenverkleidung
aufgebracht wird. An diesem Kunststoffgehäuse sind auch verschiedene
Aggregate und Bauelemente, wie beispielsweise Lautsprecher, befestigt.
An dieses Kunststoffgehäuse
ist im Weiteren ein zusätzliches Hybridbauteil
angeschraubt, das aus Kunststoff und Metall aufgebaut ist. Ausgehend
von einem Türzusammenbau
ist dieses Hybridbauteil von außen
nach innen betrachtet in etwa mittig, innerhalb einer Scheibenebene
positioniert. Das eigentliche Kunststoffgehäuse, an das das Hybridbauteil
angeschraubt ist, übernimmt
hierbei keine tragenden Eigenschaften.
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Dies
führt dazu,
dass die Steifigkeit dieses Innenmoduls bzw. der gesamten Fahrzeugtür verbesserungsfähig ist.
Ferner ist der Montageaufwand für
das zusammengesetzte Innenmodul vergleichsweise hoch. Weiterhin
ist der Bauraum in der Tür durch
das in der Mitte liegende Hybridbauteil nicht optimal genutzt, was
sich u. a. negativ auch auf die Innenraumbreite auswirkt.
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Die
Aufgabe der Erfindung liegt demnach darin, die Steifigkeit der Tür im Vergleich
zum Stand der Technik zu verbessern, den Montageaufwand zu verringern
und eine bessere Ausnutzung des vorhandenen Bauraums zu gewährleisten.
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Die
Lösung
der Aufgabe liegt in einer Kraftwagentür mit den Merkmalen des Anspruchs
1.
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Die
Kraftwagentür
nach Patentanspruch 1 umfasst ein äußeres und ein inneres Modul,
wobei das innere Modul eine Türinnenverkleidung
aufweist, die auf eine tragende Oberfläche des inneren Moduls aufgebracht
ist.
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Unter
Türinnenverkleidung
wird hierbei jegliche Art von Kaschierungen verstanden, beispielsweise
aus Leder-, Stoff- oder
Kunststoffabdeckungen, die gegebenenfalls auf einem zwischengelagerten Schaum
aufgebracht sind, sowie weitere Anbauteile, beispielsweise Griffe
oder Ablagefächer.
Diese Türinnenverkleidungen
dienen der dekorativen Ausgestaltung des Innenraums und sind durch
entsprechende Fügeverfahren
auf eine tragende Oberfläche
des inneren Moduls aufgebracht.
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Die
Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das innere Modul eine
Tragstruktur aufweist, die einen verstärkenden Rah men umfasst. Dieser
verstärkende
Rahmen ist mit einem Kunststoffgrundträger zu einem Hybridbauteil
gefügt.
Hierbei ist das Hybridbauteil in der Art ausgestaltet, dass es einerseits die
Steifigkeit des Innenmoduls und somit der gesamten Tür verbessert
und gleichzeitig die tragende Oberfläche der Türinnenverkleidung bildet.
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Der
verstärkende
Rahmen ist häufig
in Form eines metallischen Rahmens ausgestaltet, wobei Metalle wie
Stahl, Aluminium oder Magnesium zum Einsatz kommen, die durch herkömmliche
Umformtechnik sowie durch Gusstechniken herstellbar sind. Es ist
jedoch auch zweckmäßig, den
verstärkenden Rahmen
durch eine Einlage in Form von einem faserverstärkten Kunststoff herzustellen.
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Die
Tragstruktur des inneren Moduls ist somit durch ein integriertes
Hybridbauteil ausgestaltet. Durch das Fehlen eines tragenden Hybridbauteils
in der Mitte der Tür
wird somit die Bauraumausnutzung in der Fahrzeugtür deutlich
verbessert, die Steifigkeit erhöht
und die Montage von Anbauteilen erleichtert, da an das Hybridbauteil
an sich eine hohe Integration von Anbauteilen ermöglicht ist.
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Die
Tragstruktur des inneren Moduls kann derart ausgestaltet sein, dass
sie zusätzlich
eine Fensterbrüstung
und/oder einen Türboden
sowie auch eine hintere Türstirnseite
umfasst. Durch die Integration dieser Schmalseiten der Kraftwagentür in das
innere Modul kann das äußere Modul
entsprechend schmaler ausgestaltet werden, was wiederum dazu führt, dass
die Trennebene zwischen innerem und äußerem Modul weiter in Richtung
Fahrzeugaußenseite
verlegt werden kann, was wiederum zu einer Erhöhung der Ellenbogenfreiheit
im Fahrgastraum führt.
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Dabei
kann die hintere Türstirnseite
am inneren Modul in der Art ausgestaltet sein, dass an ihr ein Türschloss
angeordnet ist. Die Anordnung des Türschlosses an dem separat vormontierbaren,
inneren Modul verbessert weiterhin den Gesamtmontageaufwand bei
der Montage der Kraftwagentür.
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In
einer Ausgestaltungsform der Erfindung verläuft eine Türdichtung entlang einer Fügefläche, in der
das äußere und
das innere Modul zusammengefügt
sind. Dies dient einerseits auch zur besseren Abdichtung der Fügefläche und
kann im Weiteren auch dazu dienen, Schraubstellen, die entlang der
Fügefläche verlaufen,
durch die Türdichtung
mit abzudecken, was optische Vorteile bietet.
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Die
Tragstruktur des inneren Moduls, die in Form des genannten Hybridbauteils
ausgestaltet ist, kann geometrisch in der Art geformt sein, dass
Einbauräume
für entsprechende
Anbauteile am inneren Modul bspw. für Aggregate in gewünschter
Weise ausgeformt sind.
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Dabei
kann der Kunststoffgrundträger,
die einen Teil des Hybridbauteils bildet, in vorteilhafter Weise
Befestigungsmittel aufweisen, die bereits durch das Herstellungsverfahren
in den Kunststoffgrundträger
integriert sind. Diese Befestigungsmittel dienen ebenfalls zur Befestigung
von Anbauteilen in Aggregaten.
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In
einer Ausgestaltungsform der Erfindung kann ein Antriebsaggregat
eines Scheibenhebers im äußeren Modul
der Kraftwagentür
angebracht sein. Dies führt
ebenfalls zu einer besseren Ausnutzung des vorhandenen Bauraums.
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Hierbei
ist es zweckmäßig, dass
das Antriebsaggregat für
den Scheibenheber zwischen einer Fensterscheibenebene und einer Türaußenbeplankung
angebracht ist. Dieser Bereich der Kraftwagentür bleibt ansonsten ungenutzt.
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Es
ist weiterhin zweckmäßig eine
vordere Türstirnseite
am äußeren Modul
anzuordnen, die dabei in ihrem Querschnitt stufig abgesetzt ist.
Dieser stufig abgesetzte Bereich der Türstirnseite kann gemeinsam
mit einem vorderen Endbereich des inneren Moduls einen Hohlquerschnitt
begrenzen. Hierdurch wird die Steifigkeit der Kraftfahrzeugtür, insbesondere
im hochbelasteten vorderen Türbereich, noch
einmal erhöht.
Diese Erhöhung
tritt insbesondere auch dann auf, wenn das Hybridbauteil des inneren
Moduls im Bereich der Hohlquerschnittbegrenzung in Form eines Metalles
bzw. des metallischen Rahmens ausgestaltet ist und somit der Hohlquerschnitt
umlaufend durch ein Metall begrenzt wird.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung werden anhand der
folgenden Figuren näher
erläutert.
Dabei zeigen:
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1 eine
Ansicht des äußeren Kraftwagentürmoduls
von innen nach außen
gesehen,
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2 eine
Ansicht des inneren Moduls mit einem Blick von außen nach
innen,
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3 die
Tragstruktur bzw. das Hybridbauteil des inneren Moduls mit einer
graphischen Unterscheidung zwischen verstärkenden Rahmen und Kunststoffgrundträger,
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4 eine
schematische Darstellung einer Fahrzeugtür, in der die Lage der Schnitte
nach den 5 bis 7 eingezeichnet
ist,
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5 ein
Schnitt entlang der Linie 5 aus 4,
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6 ein
Schnitt entlang der Linie 6 aus 4,
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7 ein
Schnitt entlang der Linie 7 aus 4.
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In 1 ist
eine Darstellung eines äußeren Moduls 4 einer
Kraftwagentür 2 (vgl. 4)
gegeben. Das äußere Modul 4 umfasst
hierbei einen Rahmen 60, an dem eine Außenbeplankung 50 angebracht ist,
ferner verläuft
von einem vorderen zu einem hinteren Ende des Moduls ein Seitenaufprallschutz 62, der
in einer vorderen Türstirnseite 28 endet.
Die vordere Türstirnseite 28 beherbergt
gleichzeitig Scharniere 66. Der Aufbau der vorderen Türstirnseite 28 wird
bei der Beschreibung der 7 noch näher erläutert.
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Ferner
umfasst das äußere Modul
eine Fensterscheibe 68 sowie Schienen 64 eines
Fensterhebers und ein Antriebsaggregat 44 eines Fensterhebers,
der an einer Ausbuchtung des Seitenaufprallschutz 62 montiert
ist. Wie in 5 zu erkennen ist, liegt das
Antriebsaggregat 44 des Fensterhebers außerhalb
einer Fensterscheibenebene 48 (5), was
dem Bauraum in einem inneren Modul 6 zugute kommt.
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Grundsätzlich kann
das äußere Modul
auch Bereiche des Türbodens,
der Fensterbrüstung
und der vorderen und hinteren Türstirnseite
umfassen. Es bestehen jedoch Bestrebungen diese Türschmalseiten
zu einem großen
Teil in einem inneren Modul 6 zu integrieren.
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Das
innere Modul 6 der Kraftfahrzeugtür 2 ist in 2 dargestellt.
Dabei verläuft
die Betrachtung des inneren Moduls 6 in dieser Darstellung
von außen
nach innen. Das innere Modul 6 basiert im Wesentlichen
auf einer Tragstruktur 10, die wiederum durch ein Hybridbauteil 16 gebildet
wird, das in 3 separat und detailliert betrachtet
wird.
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Das
innere Modul 6 umfasst neben dem Hybridbauteil 16 verschiedene
Anbauteile 40, beispielsweise Lautsprecher oder Einbauaggregate 42,
wie ein Türsteuergerät. Ferner
sind in einen Kunststoffgrundträger 14 (vgl. 3)
Befestigungsmittel 38 integriert, an die weitere Anbauteile,
beispielsweise Türgriffe,
befestigbar sind. Weiterhin umfasst das innere Modul 6 Versorgungsleitungen 41,
wie beispielsweise elektrische Kabel oder Baudenzüge zur Betätigung von
Schlössern.
Ein Türschloss 26 ist ebenfalls
im inneren Modul im Bereich einer hinteren Türstirnseite 24 integriert.
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Ferner
umfasst das innere Modul in dieser Ausgestaltungsform eine Fensterbrüstung 20,
die vom Fahrgastraum nach außen
in Richtung Fensterscheibe 68 ragt, sowie einen Türboden 22,
der die Türunterseite
begrenzt. Die Integration dieser Schmalseiten, nämlich der Fensterbrüstung 20,
des Türbodens 22 und
der hinteren Türstirnseite 24,
führt dazu,
dass das innere Modul 6 im Vergleich zum äußeren Modul 4 deutlich
dicker ausgestaltet ist. Das bietet wiederum die Möglichkeit,
im inneren Modul Einbauräume
für die
bereits angesprochenen Anbauteile 40 und Aggregate 42 zu
schaffen. Ferner umfassen sowohl das äußere Modul 4 als auch
das innere Modul 6 in dieser Ausgestaltungsform jeweils
ein Spiegeldreieck 69 bzw. 69'.
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In 3 ist
die Tragstruktur 10, die durch das Hybridbauteil 16 gebildet
wird, detaillierter dargestellt. Das Hybridbauteil 16 umfasst
im Wesentlichen einen verstärkenden
Rahmen 12, der in 3 weiß dargestellt
ist und in Form eines metallischen Rahmens 12 ausgestaltet
ist. Dieser wird im Weitern als metallischer Rahmen bezeichnet wird.
Ferner umfasst das Hybridbauteil einen Kunststoffgrundträger 14,
der in der Darstellung nach 3 gepunktet
ausgeführt
ist. Der Rahmen 12 besteht in dieser Ausgestaltungsform
aus mehreren eingelegten Blechstrukturen, die in diesem Fall die
Türbrüstung 20,
die hintere Stirnseite 24 und den Türboden 22 umfassen. Neben
diesen Schmalseiten ist der metallische Rahmen 12 in eine
Seitenfläche
des Hybridbauteils 16 hineingezogen, was zu einer weiteren
Versteifung des Hybridbauteils 16 beiträgt. Das Zentrum der Seitenfläche 75 wird
durch den Kunststoffgrundträger 14 ausgebildet.
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Zur
Herstellung des Hybridbauteils 16 werden zuerst Rahmenelemente,
die den verstärkenden Rahmen,
insbesondere den metallischen Rahmen 12 bilden, in ein
geeignetes Spritzgusswerkzeug eingelegt, wobei freie Bereiche, die
später
den Kunststoffgrundträger 14 bilden,
mit einer Kunststoffmasse ausgespritzt werden. Hierbei werden die
Rahmenelemente durch die Kunststoffmasse umspritzt und/oder in Bereichen
von Aussparungen in den Rahmenelementen durch die Kunststoffmasse
durchspritzt, wodurch eine feste und steife Verbindung der Rahmenelemente
erfolgt. Die Rahmenelemente können
bei Bedarf vor dem Einlegen auch durch Schweißen oder durch eine andere
Fügemethode
aneinander gefügt werden.
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Hierbei
ist es zweckmäßig, in
den Kunststoffgrundträger 14 Kunststoffrippen 74 zur
zusätzlichen Versteifung
des Hybridbauteils 16 zu integrieren. Gleichzeitig kann
bei diesem Spritzverfahren auch die bereits beschriebenen Befestigungsmittel 38 (vgl. 2)
integriert werden. In der Regel werden auch Bereiche 76 des
Rahmens von dem Kunststoffgrundträger überdeckt, was einerseits zur
Verbesserung der Anbindung zwischen Kunststoffgrundträger 14 und
metallischem Rahmen 12 notwendig ist und andererseits als
Beschichtung des Rahmens dienen kann. Durch diese Maßnahme können auch
Befestigungsmittel 38 im Bereich des Rahmens 12 bzw. über dem
metallischen Rahmen 12 aus Kunststoff ausgestaltet sein.
Der metallische Rahmen 12 kann neben Blechteilen auch gegossene
Teile, beispielsweise aus Aluminium, Magnesium oder auch aus dünnwandigem
Stahlguss umfassen. Ferner ist die Verwendung von faserverstärkten Kunststoffen
als Rahmenelemente zweckmäßig.
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Derartige
Rahmenelemente können
beispielsweise mit Glasfasern, Aramidfasern oder Kohlenstofffasern
in Form von Langfasern verstärkt
sein.
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Der
metallische Rahmen 12 ist in seiner Ausgestaltungsform
in 3 lediglich exemplarisch dargestellt. Es sind
hierbei mehrere verschiedene Ausgestaltungsformen des metallischen
Rahmens denkbar, beispielsweise können Bleche diagonal durch das
Hybridbauteil 16 verlaufen. Es ist auch nicht in allen
Fällen
Voraussetzung, dass der metallische Rahmen 12 das Hybridbauteils 16 von
außen
und entlang der Schmalseiten umgibt. Die Ausgestaltung der Schmalseiten
durch den metallischen Rahmen bietet jedoch eine zweckmäßige und
vorteilhafte Versteifung des Hybridbauteils 16.
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Das
gesamte Hybridbauteil 16 weist auf einer, in 3 nicht
sichtbaren Fahrgastraumseite eine tragende Oberfläche 8 auf
(vgl. 5), die aus dekorativen Gründen im Innenraum mit einer
Kaschierung, beispielsweise durch Leder, Stoffe oder Kunststoffverkleidungen
versehen werden kann. Diese tragende Oberfläche 8 des Hybridbauteils 16 wird in
der Regel im Wesentlichen durch den Kunststoffgrundträger 14 ausgebildet.
Dies bedeutet, in der Regel dass auf einer Fahrgastraumseite des
Hybridbauteils 16 der Rahmen 12 weitläufig mit
dem Kunststoffgrundträger 14 überzogen
ist.
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In 5,
die einen Schnitt entlang der Linie 5 aus 4 im
Bereich der Türbrüstung darstellt,
ist auf der rechten Seite das äußere Modul 4 und
auf der linken Seite das innere Modul 6 abgebildet. Zwischen beiden
Modulen verläuft
eine Fensterscheibe 68 bzw. gestrichelt dargestellt eine
Fensterscheibenebene 48. Es ist hierbei zu erkennen, dass
entgegen einer üblichen
Bauweise von Kraftfahrzeugtüren
eine Türinnenbeplankung,
die in der Regel zwischen der Fensterscheibenebe ne 48 und
einem Trägerteil
für Innenanbauteile
angeordnet ist, entfällt.
Die versteifende Wirkung der üblichen
Türinnenbeplankung wird
in dieser Bauweise durch das Hybridbauteil mit seinem metallischen
Rahmen 12 und dem Kunststoffgrundträger 14 gebildet.
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Durch
das Fehlen dieser Türinnenbeplankung
liegt die Fensterscheibenebene offen am äußeren Modul 4, wie
es auch in 1 dargestellt ist. Hierdurch
wird die Montage und Einstellung der Fensterscheibe bzw. der Fensterheberbauteile
deutlich erleichtert.
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Durch
die weitgehende Integration der Fensterbrüstung 20 und des Türbodens 22,
der in 5 nicht abgebildet ist, sowie der hinteren Türstirnseite 24 in
das innere Modul 6 (die in üblicher Bauweise am äußeren Modul
angebracht sind) und durch das gleichzeitige Einsparen der Türinnenbeplankung, kann
das innere Modul 6 deutlich näher an die Scheibenebene 48 herangeführt werden
und entsprechend dünner
ausgestaltet werden, was direkt der Ellenbogenfreiheit im Fahrgastraum
zugute kommt. Auch das Fehlen eines Hybridbauteils im Zentrum der
Kraftwagentür
vor der Fensterscheibenebene, wie es im Stand der Technik beschrieben
ist, führt
dazu, dass das innere Modul 6 entsprechend dünner ausgestaltet
werden kann und die Ellenbogenfreiheit erhöht werden kann.
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Das äußere Modul 4 in 5 weist
neben dem Rahmen 60 des äußeren Moduls und der Außenbeplankung 50 einen
Seitenaufprallschutz 62 auf, an dem das Antriebsaggregat 44 für den Fensterheber
befestigt ist. Insbesondere bei Fahrzeugen mit bauchigen Türen kann
dieser Bauraum für
die Unterbringung des Antriebsaggregates 44 genutzt werden.
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In
dem Schnitt durch das innere Modul 6 in 5 ist
neben dem metallischen Rahmen 12, der einerseits die Fensterbrüstung 20 umfasst,
auch den Kunststoffgrundträger 14 dargestellt.
Den Kunststoffgrundträger 14 überlappt
den metallischen Rahmen 12 in einem Überlappungsbereich 76.
Der Überlappungsbereich 76 ist
in dieser Darstellung sehr kurz ausgestaltet, er kann, wie bereits
angedeutet, auch den gesamten innenraumseitigen Bereich des metallischen
Rahmens 12 umfassen und somit die tragende Oberfläche 8 für die Türinnenverkleidung
bilden. Ferner ist in dieser Schnittdarstellung schematisch eine
Verrippung 74 abgebildet, die in den Kunststoffgrundträger 14 integriert
ist, aber über
diese hinaus bis in den Rahmen 12 verläuft und somit den Rahmen 12 hier
im Bereich der Fensterbrüstung 20 verstärkt.
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Der
in 6 dargestellte Schnitt durch die Fahrzeugtür 2 entlang
der Linie 6 aus 4 zeigt den Querschnitt der
Kraftfahrzeugtür 2 im
Bereich des Türbodens.
Die Darstellung zeigt auf der rechten Seite das äußere Modul 4, das
die Außenbeplankung 50 sowie
den Rahmen des äußeren Moduls 60 umfasst, wobei
die Außenbeplankung 50 mit
dem Rahmen 60 in einem Falz 61 am unteren Rand
der Abbildung verbunden ist. Ferner ist auf der linken Seite der 6 das
innere Modul 6 im Bereich des Türbodens 22 abgebildet.
Der Türboden 22 wird
in diesem Bereich größten Teils
durch den metallischen Rahmen 12 des Hybridbauteils 16 gebildet.
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Das
innere Modul 6 ist mit dem äußeren Modul 4 an einer überlappenden
Fügefläche 32 durch mehrere
Schraubstellen 34 verschraubt. Die Fügefläche 32 mit den Schraubstellen 34 ist
durch eine Türdichtung 30 verdeckt.
Dies hat einerseits optische Vorteile, nämlich dass die Fügefläche nicht
sichtbar ist, und trägt
zur Abdichtung der Fügefläche 32 bei. Andere Verbindungsmethoden
wie Kleben oder Nieten könne
ebenfalls zweckmäßig sein.
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In 7 ist
ein Schnitt entlang der Linie 7 in 4 im Bereich
der vorderen Türstirnseite
abgebildet. Der Schnitt in 7 zeigt
Scharniere 66, die mit dem äußeren Modul 4 durch
eine Verschraubung 80 verschraubt sind. Das äußere Modul 4 weist
an dieser Stelle eine vordere Türstirnseite 28 auf.
Die vordere Türstirnseite 28 ist
die einzige Schmalseite der Tür,
die in dieser Ausgestaltungsform in dem äußeren Modul 4 angeordnet
ist.
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Die
vordere Türstirnseite 28 ist
in ihrem Querschnitt stufig, in dieser Ausgestaltungsform zweistufig
ausgestaltet. Sie wird hierbei von einem vorderen Endbereich 52 des
inneren Moduls 4 überdeckt,
wobei dieser vordere Endbereich 52 mit der stufigen Anordnung
der vorderen Türstirnseite 28 einen
Hohlraum 54 umschließt.
Außerhalb
des Hohlquerschnittes 54 ist die bereits zur 6 beschriebene
Fügefläche 32 mit
der Schraubstelle 34 und der Dichtung 30 angeordnet.
Türinnenseitig
ist ebenfalls außerhalb
des Hohlquerschnittes 54 eine weitere Fügefläche 84 mit einer weiteren
Schraubstelle 86 angeordnet. Diese Verdoppelung des inneren
und des äußeren Moduls,
die den Hohlquerschnitt 54 bildet, dient in Verbindung
mit der doppelten Verschrauben 86,34 zu einer
weiteren Versteifung der gesamten Kraftwagentür 2. Der den Hohlquerschnitt 54 begrenzende
Bereich des inneren Moduls 6 ist in diesem Fall bevorzugt
durch den metallischen Rahmen 12 des Hybridbauteils 16 dargestellt,
um die aussteifende Wirkung des Hohlquerschnitts 54 noch
zu verstärken.