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Fahrzeugtüre
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Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugtüre gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Eine Fahrzeugtüre dieser Art ist aus der DE-OS 32 17 640 bekannt.
Die Trägerplatte ermöglicht die weitgehende Vormontage von Einbau-Aggregateteilen
eben an dieser Trägerplatte. Erst bei der Endmontage in der Hauptmontagestraße werden
die Außenwand sowie die Innenwand an die als Aggregateträger dienende Trägerplatte
herangeführt. Aufgrund ihrer Steifigkeit bietet die bekannte Trägerplatte bereits
einen gewissen Unfallschutz, insbesondere gegenüber frontalen Aufprallkräften, da
sie diese Kräfte von der A-Säule auf die B-Säule unmittelbar überträgt und somit
die Steifigkeit der Fahrgastzelle erhöht.
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Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, die Aufnahmefähigkeit der Fahrzeugtüre
der eingangs genannten Art für
seitliche und frontale Kräfte weiter
zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
1 in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst. Die für die Verformung
des erfindungsgemäßen Versteifungskastens aufzubringenden frontalen oder seitlichen
Kräfte sind deutlich größer als die zur Verformung lediglich der versteiften Trägerplatte
erforderlichen Kräfte. Dementsprechend erhöht sich das Stoßenergie-Aufnahmevermogen
der Fahrzeugtüre gegenüber seitlichen und frontalen Stößen. Seitliche Stöße werden
eher abgefangen, da der Versteifungskasten näher an die Außenhaut heranreicht. Der
Versteifungskasten dient weiterhin als Aggregateträger mit der Möglichkeit einer
weitgehenden Vormontage, ggf. automatisiert unter Verwendung von Handhabungsgeräten
und Robotern. Die Einbau-Aggregateteile können hierbei weiterhin an einer oder an
beiden Seiten der Trägerplatte vormontiert werden. Um die Vormontage an der die
Innenseite des Versteifungskastens bildenden Seite der Trägerplatte zu erleichtern,
besteht die Möglichkeit, die gegenüberliegenden Wandteile des Versteifungskastens
erst nach der Vormontage der entsprechenden Aggregateteile an der Trägerplatte an
dieser zu befestigen.
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Um Materialkosten und vor allem Gewicht einzusparen, wird gemäß Anspruch
2 vorgeschlagen, den Versteifungskasten skelettartig auszubilden.
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Die gemäß Anspruch 3 ausgebildete Fahrzeugtür zeichnet sich bei einfachem
Gewicht und niedrigen Herstellungskosten durch besonders hohen passiven Unfallschutz
aus, da die beiden Längsträger bei geschlossener Tür jeweils eine starre horizontale
Abstützverbindung zwischen zwei Punkten der A-Säule und der B-Säule bilden. über
die Scharniere und die Riegelanordnungen sind die Längsträgerenden (bei geschlossener
Türe) starr
mit der Karosserie verbunden, so daß seitliche Stöße
im Bereich der Türmitte angenähert zu einer Belastung entsprechend der mittigen
Belastung eines beidendig starr gehaltenen Stabes führen. Entsprechend hoch ist
der Verformungswiderstand. Frontale Kräfte werden durch die beiden Längsträger unmittelbar
von der A-Säule auf die B-Säule übertragen, so daß Verformungen der Fahrgastzelle
stark eingeschränkt werden.
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Hierbei hat es sich gezeigt, daß allzu große Steifigkeit der Fahrzeugtüre
gegenüber frontalen Kräften auch nachteilige Folgen haben kann, nämlich unter Umständen
zu einer Abknickung der B-Säule führt. Diese Gefahr wird durch die MaBnahme des
Anspruchs 4 wesentlich verringert, da nunmehr die im Bereich des oberen Längsträgers,
d.h. im Bereich der Längenmitte der B-Säule, beim Aufprallunfall resultierenden
Schubkräfte unter einem durch die Ausbildung der Sollknautschzonen vorherbestimmbaren
maximalen Wert bleiben. Der untere Längsträger kann ohne die gleichen Sollknautschzonen
bleiben, da in diesem Bereich die Knickgefahr der B-Säule reduziert ist.
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Die Sollknautschzonen lassen sich auf fertigungstechnisch einfache
Weise gemäß Anspruch 5 realisieren.
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In den Ansprüchen 6 - 8 sind bevorzugte Profilformen für den unteren
Längsträger angegeben.
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Um die türseitige Riegelanordnung gemeinsam mit den Fensterheberteilen
an der Trägerplatte vormontieren zu können, wird ein Riegel-Basisteil gemäß Anspruch
9 vorgeschlagen. Zur Vereinfachung der Anbringung der Außenhaut sowie zur weiteren
Erhöhung der Steifigkeit wird ein scharnierseitiges Verbindungsteil sowie ein
riegelseitiges
Verbindungsteil gemäß den Ansprüchen 10 und 11 vorgeschlagen. Gemäß Anspruch 14
kann man dann die Verbindungsteile an der Außenhaut vormontieren und schließlich
am Versteifungskasten befestigen. Die Verbindungsteile verbessern die Handhabbarkeit
der zumeist nur wenig steifen Außenhaut (gewölbtes Stahlblech). Gemäß Anspruch 15
kann man jedoch auch die Außenhaut an den ggf. mit den beiden Verbindungsteilen
versehenen Versteifungskasten aufkleben.
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Im Anspruch 12 sind bevorzugte Materialien für den Versteifungskasten
angegeben.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugtüre
vorstehend beschriebener Art gemäß den Ansprüchen 13 bis 15.
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Die Erfindung wird im folgenden an bevorzugten Ausführungsbeispielen
an Hand der Zeichnung erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 eine Explosionsdarstellung der Teile eines erfindungsgemäßen
Versteifungskastens mit einem Kreuzarm-Fensterheber, einer Fensterscheibe sowie
einem Türschloß; Fig. 2 einen Schnitt nach Linie A-A in Fig. 1 durch den unteren
Längsträger, jedoch in einer abgewandelten Ausführungsform, Fig. 3 einen Schnitt
entsprechend Fig. 2 einer weiteren Ausführungsform und Fig. 4 eine Explosionsdarstellung
einer Fahrzeugtür mit vormontiertem Versteifungskasten gemäß Fig. 1.
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Die im folgenden an Hand der Zeichnung zu beschreibende (rechte) Kraftfahrzeugtüre
zeichnet sich zum einen dadurch aus, daß sie die Möglichkeit der Vormontage des
Fensterhebers an einer als Aggregateträger dienenden Trägerplatte, z.B. auf einer
Seiten-MDntagestraBe, ggf. unter Verwenduna von Handhabungsgeräten oder Robotern,
ermöglicht und zum anderen besondere Steifiqkeit bei relativ qerinqemrMterialaufwand
und Gesamtgewicht aufweist. An eine in Fig. 4 in der Bildmitte erkennbare Vorntageeinheit
10, deren Aufbau aus der Fig. 1 hervorgeht, lassen sich in der Haupt-Montagestraße
sowohl eine Außenhaut 12 als auch eine Innenwand 14 montieren. Die Vormontageeinheit
10 besteht zum einen aus einem insgesamt dreiteiligen Versteifungskasten 16 und
zum anderen aus einem Kreuzarm-Fensterheber 18 zur Vertikalbewegung einer Fensterscheibe
20. Der skelettartig ausgebildete Versteifungskasten 16 besteht aus einer Trägerplatte
22 sowie einem oberen und einem unteren Längsträger 24,26.
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Die Trägerplatte 22 wird von einer langgestreckten, sich zwischen
den beiden Scharnieren 28 und einer oberen und einer unteren türseitigen Riegelanordnung
erstreckenden, geprägten und gestanzten Blechplatte gebildet, die in ihrer Form
der Trägerplatte 312 gemäß den Fig. 6 - 11 der DE-OS 32 17 640 entspricht. Dementsprechend
ist die Trägerplatte 22 mit einer Einprägung 30 versehen, welche einen Fensterheber-Motor
32 mit Getriebekopf aufnimmt, dessen Ritzel unmittelbar in einen Zahnsektor 34 des
montierten Hebekreuzes 36 des Kreuzarm-Fensterhebers 18 nach der Anbringung desselben
an der Trägerplatte 22 eingreift. Die obere türseitige Riegelanordnung 38 ist in
Fig. 1 angedeutet und wird bei der Vormontage in ein kastenartiges Schloßbasisteil
40 am riegelseitigen Trägerplattenende eingesetzt. Das Schloßbasisteil 40 erstreckt
sich nach unten bis in den Bereich der dortigen unteren Türecke und weist eine Aufnahme
42 für eine nicht dargestellte untere türseitige
Riegelanordnung
auf. Diese untere Riegelanordnung ist zur gleichzeitigen Betätigung mit der oberen
Riegelanordnung 38 verkoppelt und entspricht in Aufbau und Funktion den unteren
Riegelanordnungen 170 bzw. 270 gemäß den Fig. 3 und 5 der DE-OS 32 17 640. Dort
sind auch die jeweils gegenüberliegenden rahmenseitigen Riegelanordnungen erkennbar.
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Der obere Längsträger 24 besteht aus einem Stahlblechstreifen (mit
Kreislöchern 44 zur Gewichtseinsparung), dessen scharnierseitiges Ende mit zwei
Befestigungslöchern 46 für nicht dargestellte Scharnier-Befestigungsschrauben versehen
ist, und dessen anderes Ende zur Befestigung am Schloßbasisteil 40 abgewinkelt ist.
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Entsprechende Befestigungslöcher 48 an diesem Ende dienen der starren
Verbindung mit der Au8enhaut 12.
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Aufgrund der Abwinkelung ergibt sich (nach dem Zusammenbau der Vormontageeinheit
gemäß Fig. 4) ein ausreichender Zwischenraum zwischen dem Längsträger 24 und der
Trägerplatte 22 für die Fensterscheibe 20 und ggf. für in diesen Bereich eindringende
Teile des Fensterhebers 18.
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Entsprechend den in den Fig. 1 und 4 erkennbaren Mehrfach-Abknickungen
50 der Trägerplatte 22 an deren verbreitertem scharnierseitigen Ende ist auch das
scharnierseitige Ende des oberen Längsträgers 22 mit vertikalen Knickkanten 52 ausgebildet
um in diesem Bereich eine Sollknautschzone festzulegen.
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Der untere Längsträger 26 wird von einem im Querschnitt kreisringförmigen
Rohr gebildet, dessen beide Enden zur Bildung eines Befestigungsflansches 56 mit
Befestigungsloch 58 jeweils flach gedrückt sind. Mittels nicht dargestellter Schraubverbindungen
wird das scharnierseitige Ende des unteren Längsträgers 26 im Bereich des unteren
Scharniers 28 an der Trägerplatte 22
und das andere Ende im Bereich
der Ausnehmung 42 am Schloßbasisteil 40 starr befestigt.
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Der Längsträger 26 kann gemäß Fig. 2 auch von einem zweiteilig zusammengesetzten
Hohlprofilteil 59 gebildet sein, wobei jedes Teil 60 im Querschnitt angenähert U-Form
aufweist mit voneinander weggebogenen U-Profilrändern. Die Ränder der Teile 60 liegen
aneinander an und sind miteinander starr verbunden, beispielsweise punktverschweißt.
Dies ergibt hohe Steifigkeit bei-relativ geringen Fertigungskosten.
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Der untere Längsträger kann in einer noch einfacher herstellbaren
Ausführungsform auch von einem Wellenprofilteil 62 gemäß Fig. 3 gebildet sein. Diese
Profilformen des unteren Längsträgers 26 kommen auch für den oberen Längsträger
24 in Frage.
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In Fig. 4 erkennt man an der Innenseite der Außenhaut 12 an deren
scharnierseitigem Ende ein bügelartiges Verbindungsteil 64, welches sich am dortigen
Vertikalrand 66 der Außenhaut 12 im Bereich zwischen den beiden Scharnieren 28 erstreckt.
Einschraublöcher 68,70 am oberen bzw. unteren Ende des Verbindungsteils 64 dienen
bei der noch zu beschreibenden Montage der Verbindung mit der Vormontageeinheit
10, genauer gesagt mit den Scharnieren 28 unter Zwischenlage der Trägerplatte 22
und des jeweiligen Längsträgers 24 bzw. 26. Am anderen Längsende der Außenhaut 12
befindet sich dementsprechend ein riegelseitiges Verbindungsteil 72, an dessen oberem
Ende Befestigungsbohrungen 74 zur starren Verbindung mit dem oberen Längsträger
24 eingebohrt sind und an dessen unterem Ende ein Befestigungsloch 76 zur starren
Befestigung am unteren Ende des Schloßbasisteils 60 unter Zwischenlage des unteren
Längsträgers 26 eingebohrt ist.
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Die beiden Verbindungsteile 64 und 72 liegen mit ihrer
entsprechend
der Außenhaut 12 gewölbten Außenseite an der Innenseite 78 der Außenhaut 12 flächig
an und sind mit der Außenhaut 12 verschweißt oder verklebt.
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Die Montage der Vormontageeinheit 10 geht gemäß Fig. 1 in der folgenden
Weise vonstatten. An der dem Fahrzeuginneren zugewandten Innenseite 80 der Trägerplatte
22 wird der Fensterheber-Motor 32 anmontiert. An die Außenseite der Trägerplatte
22 werden das Hebekreuz 36 angebracht und die Fensterscheibe 20 mit ihren seitlichen
Führungen 82 derart angeschraubt, daß eine Hebeschiene 84 des Hebekreuzes 36 mit
einer scheibenfesten Schiene 86 am unteren Scheibenquerrand verkoppelt werden kann
(einander zugeordnete Befestigungslöcher 100, 102 in den Schienen 84,86). Jetzt
oder zu einem anderen Zeitpunkt kann die obere Riegeleinheit 38 sowie die nicht
dargestellte untere Riegeleinheit in das Schloßbäsisteil 40 eingesetzt werden. Nach
Anbringung der beiden Längsträger 24 und 26 unter gleichzeitiger Befestigung der
beiden Scharniere 28 an der Trägerplatte 22, erhält man so die vormontierte Vormontageeinheit
10. Die Vormontage kann in einer Montage-Seitenstraße vonstatten gehen und wegen
der guten beidseitigen Zugänglichkeit auch durch Handhabungsgeräte, insbesondere
Roboter, durchgeführt werden.
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Zur Fertigstellung der Kraftfahrzeugtüre ist nun noch lediglich die
Innenwand 14 sowie die Außenhaut 12 an der Vormontageeinheit 10 anzubringen. Die
Verbindung der Innenwand 14 mit der Trägerplatte 22 erfolgt über in Fig. 4 strichliert
angedeutete, in die Innenwand 14 eingesetzte Gewindestifte 82, wie den Fig. 8 -
11 der DE-OS 32 17 640 entnommen werden kann. Die Verbindung der Außenhaut 12 mit
der Vormontageeinheit 10 erfolgt insbesondere über Scharnier-Befestigungsschrauben
84, welche der Reihe nach das jeweilige Scharnier 28, die Trägerplatte 22, den jeweiligen
Längsträger 24 bzw. 26 und schließlich die entsprechenden Befestigungslöcher
28
bzw. 70 des Verbindungsteils 64 durchsetzen. Die am anderen Längsende vorgesehenen
Befestigungsschrauben 84 am oberen Ende des Verbindungsteils 72 durchsetzen die
Befestigungslöcher 48 des oberen Längsträgers 24 und sind in die oberen Befestigungslöcher
74 eingeschraubt.
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Die in die untere Befestigungsbohrung 76 eingesetzte Schraube durchsetzt
sowohl das Schloßbasisteil 40 als auch den unteren Längsträger 26. Beim Zusammenbau
von Innenwand 14 und Vormontageeinheit 10 sind die obere türseitige Riegelanordnung
38 sowie die nicht dargestellte untere türseitige Riegelanordnung mit einem in Fig.
4 symbolisch durch eine strichlierte Linie angedeuteten Türöffner- und Verriegelungssystem
104 zu verkoppeln.
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Dieses System 104 ist mittels eines Türöffnergriffs 106 sowie eines
Absperr-Riegels 108 betätigbar.
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Bei geschlossener Tür sind die scharnierseitigen Enden der Längsträger
24 und 26 über die Scharniere 28 unmittelbar an der A-Säule des Kraftfahrzeugs festgelegt
und dementsprechend die entgegengesetzten Enden über die beiden Riegelanordnungen
an der B-Säule. Bei einem seitlichen Aufprall, welcher vor allem in Höhe des unteren
Längsträgers 26 erfolgt, ergibt sich ein hoher Türwiderstand, welcher zum einen
aus der Rohrprofilform resultiert und zum anderen daraus, daß die beiden Rohrenden
an der A- bzw. B-Säule starr festgelegt sind. Bei einem Frontalaufprall werden von
der A-Säule auf die Tür ausgeübte Kräfte in Längsrichtung des Fahrzeugs über die
Längsträger 26 und die Trägerplatte 22 in die B-Säule abgeleitet. Bei übermäßig
großen Kräften dieser Art kommt es zu einem kontrollierten Knautschvorgang im Bereich
der Mehrfachabknickungen 50 der Trägerplatte 22 sowie im Bereich der Knickkanten
52 des oberen Längsträgers 24. Während der untere Längsträger 26 weiterhin zur Übertragung
von Längskräften in der Lage ist und somit für eine Reststeifigkeit der Fahrgastzelle
sorgt, sind die im Bereich des oberen Längsträgers 24, also im Bereich der Höhenmitte
der
A- und B-Säule übertragenen Kräfte begrenzt, so daß ein Abknicken
der B-Säule vermieden wird.
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Abweichend von der dargestellten Ausführungsform kann man auch die
Außenhaut unmittelbar an die Vormontageeinheit anbringen, beispielsweise aufkleben,
wozu dann ggf. vorher bereits die Verbindungsteile 64,72 an die Vormontageeinheit
10 anzumontieren sind.
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Der skelettartige Versteifungskasten 16 kann gemäß den Fig. aus geprägten
und gestanzten Stahlblechteilen bestehen, es kommt jedoch auch Aluminium, insbesondere
Druckgußaluminium,in Frage oder glasfaserverstärkter Kunststoff, wie dieser für
die Innenwand 14 Verwendung findet. Die Materialien lassen sich auch kombinieren.
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Dementsprechend werden die Teile durch Nieten, Schrauben, Schweißen
oder Verkleben miteinander verbunden.
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