DE4423687A1

DE4423687A1 - Verstärkungsträger als Seitenaufprallschutz in der Tür eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE4423687A1
Application number: DE19944423687
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dr Mehn; Reinhard Peis; Peter Frei
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1994-07-06
Filing date: 1994-07-06
Publication date: 1996-01-18

Description

Die Erfindung betrifft einen Verstärkungsträger als Sei tenaufprallschutz in der Tür eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der EP-A-05 77 235 ist bereits ein Hohlprofil für die Verstärkung einer Kraftfahrzeugtür bekannt, das neben der Versteifung der Türkonstruktion einen erheblichen Anteil an Verformungsarbeit aufnehmen soll. Das Hohlprofil be steht aus Metall. Um einen langfristigen Rostschutz zu erreichen, muß das Hohlprofil oberflächenbehandelt wer den. Nachteilig ist auch, daß das bekannte Hohlprofil ein relativ hohes Gewicht aufweist. Die Befestigung des Hohl profils durch Schweißen oder durch Schrauben oder durch Nieten erfordert einen relativ hohen Fertigungs- und Fü geaufwand. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß auf grund der relativ geringen Bruchfestigkeit des Hohlpro fils die Tragfähigkeit und der Anfangswiderstand einge schränkt ist. Dies äußert sich darin, daß bei einem Sei tenaufprall das Hohlprofil seine Tragfähigkeit nach einem Kollaps des Trägerquerschnitts im Kontaktbereich mit einem Aufprallkörper oder bei einem Versagen einer der Befestigungsstellen zur Tür verliert und somit das Hohl profil keinen nennenswerten, weiteren Beitrag zur Ener gieaufnahme leistet.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verstärkungsträger als Seitenaufprallschutz in der Tür eines Fahrzeuges zu schaffen, der auch nach einem Querschnittkollaps eine Energieabsorption ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einem Verstärkungsträger der ein gangs genannten Art durch die Merkmale des kennzeichnen den Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Verwendung eines Verstärkungsträgers aus faser verstärktem Werkstoff ist in einfacher Weise ein Leicht bau möglich, der keine Oberflächenbehandlung erfordert.

Von Vorteil ist ferner, daß der Verstärkungsträger durch die Materialauswahl für den Matrixwerkstoff und die Fa sern und/oder durch den konstruktiven Aufbau mit angepaß ten Faserorientierungen belastungsgerecht herstellbar ist. So weisen die auf Zug bzw. Druck beaufschlagten Gurte eine entsprechend hohe Anzahl von unter 0° zur Längsachse des Verstärkungsträgers angeordneten Endlosfa sern auf. Die Endlosfasern können aus Glasfaser, Aramid und aus Kohlenstoff bestehen.

Zur Realisierung eines definierten Querschnittkollaps in den Stegen ist die Querschub- und Plattenquerbiegefestig keit in den Stegen relativ gering. Aus diesem Grund wei sen die Stege Endlosfasern auf, die unter 0° bis 45° zur Längsachse des Verstärkungsträgers angeordnet sind, vor zugsweise unter 15°, 30° und 45°.

Als Matrixmaterial können duroplastische und thermopla stische Polymere zum Einsatz kommen. Der Faseranteil ist auf die erforderliche Bauteilsteifigkeit und Bauteilfe stigkeit abgestimmt. Der erfindungsgemäße Verstärkungs träger besitzt einen geschlossenen Querschnitt. Der Ver stärkungsträger kann aus einem einteiligen Profil oder aus mehreren Teilen, beispielsweise aus zwei Halbschalen, aufgebaut sein und weist in der Regel jeweils gegenüber liegende Gurte und Stege auf.

Durch den Kollaps des Trägerquerschnitts im Kontaktbe reich mit dem Aufprallkörper geht das übertragbare Biege moment gegen Null. Die beiden gegenüberliegenden Gurte kommen zur Anlage und wirken wie ein Stab-Zweischlag. Über diese beiden Gurte wird die Aufprallenergie absor biert und in die Türkonstruktion weitergeleitet.

Der erfindungsgemäße Verstärkungsträger ist so aufgebaut, daß nach einem vorbestimmten Verformungsweg und vor einem Zerreißen der Gurte ein definiertes Einreißen an minde stens einer der Verbindungsstellen zwischen dem Verstär kungsträger und der Türkonstruktion erfolgt.

In einer Ausführungsform erfolgt die Anbindung des Ver stärkungsträgers mit der Türstruktur über jeweils einen Bolzen, wobei die Bolzen um mindestens die vorgesehene Einreißstrecke "S_E" und eventuell zuzüglich einer Sicher heitsstrecke vom jeweiligen Ende des Verstärkungsträgers angeordnet sind. In der Regel erstrecken sich die Bolzen durch die beiden gegenüberliegenden Stege des Verstär kungsträgers. Zwischen dem jeweiligen Bolzen und der Tür struktur ist ein Verbindungselement vorgesehen, das zu mindest teilweise innerhalb oder außerhalb des Verstär kungsträgers angeordnet ist. Das Verbindungselement über trägt vorzugsweise nur Zugkräfte und kann aus Metall wie Stahl oder aus faserverstärkten Werkstoffen oder aus hochfesten Textilien bestehen. Beispielsweise können als Verbindungselemente Ketten oder Gurtbänder oder bie gesteife Profile oder Rohre eingesetzt werden. Die Ver bindungselemente weisen in der Regel an ihren Enden Schlaufen oder dergleichen auf, durch die jeweils ein Bolzen oder ein sonstiges Befestigungselement gesteckt ist.

Der Verstärkungsträger kann als ein Bestandteil einer Türtragstruktur aus einem gleichen oder gleichartigen fa serverstärkten Werkstoff mit dem Schloß- und Scharnierbe reich einer Tür strukturell, d. h. unlösbar, verbunden sein. Für diese Ausführungsform ist der Verstärkungsträ ger vorzugsweise aus zwei miteinander gefügten Halbscha len aufgebaut. Vorzugsweise sind dann in einer Halbschale zwei Stege vorgesehen, in denen der Bolzen zum definier ten Einreißen des Verstärkungsträgers angeordnet ist.

In einer anderen Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Verstärkungsträger lösbar an oder in einer Türtragstruk tur angeordnet.

In die Türtragstruktur können ein oder mehrere Verstär kungsträger eingebaut werden. Die Verstärkungsträger kön nen im wesentlichen waagrecht und/oder diagonal bzw. schräg zwischen der Scharnierseite und der Schloßseite der Türtragstruktur verlaufen.

Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Verstär kungsträgers sind somit der hohe Eindringwiderstand am Anfang eines Seitenaufpralls und die hohe und einstell bare Energieabsorption. Bei gleicher Querträgerfestigkeit ist gegenüber Ausführungsformen aus Stahl und Leichtme tall ein Gewichtsvorteil von 20 bis 30% erzielbar. Dar über hinaus ist die Verwendung von faserverstärkten Werk stoffen korrosionsunempfindlich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der erfindungsgemäße Verstärkungsträger ne ben seiner Funktion als Crash-Element gleichzeitig ein struktureller Bestandteil der Türtragstruktur ist. In dieser Konfiguration erfüllt er neben den Crash-Anforde rungen auch noch die sogenannten Alltagsanforderungen, wie Türsteifigkeiten, Aufnahme von Fensterheberaggregaten und Verkleidungselementen usw.

Durch den Einsatz unterschiedlicher Fasern mit annähernd hoher Bruchlast bei unterschiedlichen Verformungswegen ist es möglich, daß die Seitenaufprallenergie stufenweise abbaubar ist.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zei gen:

Fig. 1a eine perspektivische Darstellung eines struktu rell in einer Türtragstruktur eingebundenen Verstärkungsträgers, der an seinen beiden ge genüberliegenden Enden jeweils ein Verbindungs element aufweist, das jeweils über Befesti gungselemente an der Türtragstruktur und dem Verstärkungsträger befestigt ist,

Fig. 1b eine Ansicht von oben auf den Querschnitt einer Tür, die mit einem lösbar angeordneten Verstär kungsträger versehen ist, der sich in unmittel barer Nähe der Türaußenseite befindet,

Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht eines eintei ligen Verstärkungsträgers, der als ein rechteckförmiges Hohlprofil ausgebildet ist,

Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht eines Verstär kungsträgers, der aus zwei Halbschalen zusam mengefügt ist,

Fig. 4a ein Kraft-Weg-Diagramm, aus dem der Verlauf der Widerstandskraft "F" über dem Verformungsweg "s" hervorgeht,

Fig. 4b ein Kraft-Weg-Diagramm, aus dem der Verlauf der Eindringkraft "P" über dem Eindringweg "w" eines auf die Außenfläche einer Fahrzeugtür auftreffenden Körpers ersichtlich ist,

Fig. 5 eine Prinzipdarstellung eines Verstärkungsträ gers mit einem Aufprallkörper unmittelbar vor dem Aufprall,

Fig. 6 den biegesteifen Zustand des Verstärkungsträ gers mit einer geringen Verformung des äußeren Gurtes im Kontaktbereich,

Fig. 7 den Querschnittkollaps des Verstärkungsträgers durch das definierte Zerreißen der Stege, wobei der fahrzeugäußere und fahrzeuginnere Gurt im Kontaktbereich aneinanderliegen,

Fig. 8a das definierte Trennen eines in einer Tür tragstruktur eingebundenen Verstärkungsträgers von der Türtragstruktur an dafür vorgesehenen Sollbruchstellen, die an den gegenüberliegenden Enden des Verstärkungsträgers ausgebildet sind,

Fig. 8b das definierte Einreißen an den beiden Enden des Verstärkungsträgers durch die beiden im Verstärkungsträger eingesetzten Befestigungs elemente,

Fig. 9 bis 12 Detaildarstellungen der entsprechenden Fig. 5 bis 8,

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines Verstär kungsträgers, an dessen einem Ende ein als ge schlossenes Rechteckprofil ausgebildetes Ver bindungselement in den Verstärkungsträger ein geschoben und über ein rohr- oder zapfenförmi ges Befestigungselement befestigt ist und an dessen anderem Ende ein als geschlossenes Rechteckprofil ausgebildetes Verbindungselement über den Verstärkungsträger gestülpt ist, wobei das Verbindungselement ebenfalls über ein Befe stigungselement an dem Verstärkungsträger befe stigt ist,

Fig. 14 einen Längsschnitt durch den mit den Verbin dungselementen versehenen Verstärkungsträger der Fig. 13 längs der Mittelachse des Verstär kungsträger,

Fig. 15 eine perspektivische Ansicht eines rohrförmigen Verstärkungsträgers, in den ein rohrförmiges Verbindungselement teilweise eingeschoben und mit dem Verstärkungsträger verbunden ist,

Fig. 16 eine perspektivische Ansicht eines als rechteckförmiges Hohlprofil ausgebildeten Ver stärkungsträgers, in den teilweise ein als U- Profil ausgestaltetes Verbindungselement einge schoben und mit dem Verstärkungsträger verbun den ist,

Fig. 17 eine perspektivische Ansicht eines Verstär kungsträgers, wobei in das Ende des Verstär kungsträgers zwei als U-Profile ausgebildete Verbindungselemente eingeschoben und mit dem Verstärkungsträger über ein Befestigungselement verbunden sind,

Fig. 18 eine perspektivische Ansicht eines Endes eines als Rechteckprofil ausgebildeten Verstärkungs trägers, in das ein als Rechteckprofil ausge staltetes Verbindungselement mit seinem einen Ende eingeschoben ist und über ein Befesti gungselement mit dem Verstärkungsträger befe stigt ist,

Fig. 19 eine perspektivische Ansicht eines Endes eines als Rechteckprofil ausgebildeten Verstärkungs trägers, über das mit seinem einen Ende ein als Rechteckprofil ausgestaltetes Verbindungsele ment gesteckt ist und über ein Befestigungsele ment mit dem Verstärkungsträger befestigt ist,

Fig. 20 eine Prinzipdarstellung von Laminat-Einzel schichten an der Sollbruchstelle eines aus fa serverstärkten Werkstoffen bestehenden Verstär kungsträgers im Anschlußbereich zu der mit dem Verstärkungsträger einstückig verbundenen Tür tragstruktur,

Fig. 21 eine vergrößerte Detaildarstellung der Fig. 20, in der die Verbindung der Laminat-Einzelschich ten gezeigt ist und

Fig. 22 eine perspektivische Darstellung einer aus fa serverstärkten Werkstoffen und Halbschalen her gestellten Türtragstruktur, bei der der Ver stärkungsträger in die Türtragstruktur inte griert ist.

Die Fig. 1a zeigt einen Verstärkungsträger 1, der als ein Hohlprofil ausgebildet ist. Der Verstärkungsträger 1 ist an seinen beiden gegenüberliegenden Enden 3 und 4 über jeweils einen in oberen und unteren Stegen 5 und 6 ange ordneten Bolzen 7 und 8 und einem Verbindungselement 9 und 10 mit einer Türtragstruktur 11 beispielsweise eben falls über Bolzen 12 und 13 verbunden. Die beiden Verbin dungselemente 9 und 10 weisen in der in der Fig. 1 ge zeigten Ausführungsform jeweils zwei Schlaufen 14 und 15 an ihren Enden auf.

Die beiden Stege 5 und 6 sind über zwei Gurte 16 und 17 miteinander so verbunden, daß sich ein rechteckförmiger Querschnitt 2 ergibt. Auf dem oberen Steg 5 ist durch zwei sich kreuz ende Linien 18 und 19 der Verlauf von Ver stärkungsfasern 20 angedeutet, die unter einem Winkel von 0° bis 45° zur Längsachse 21 angeordnet sind. Durch meh rere Längslinien 22, 23, 24 ist dargestellt, daß in den Gurten 16 und 17 in Längsrichtung in erhöhtem Maße Ver stärkungsfasern 20 vorliegen. Aufgrund der hohen Anzahl von Verstärkungsfasern 20 in Längsrichtung weisen die Gurte 16 und 17 eine hohe Zug- und Druckfestigkeit auf. Zur Erzeugung einer ausreichend hohen Festigkeit in Quer richtung sind ebenfalls Verstärkungsfasern 20 in den Gur ten 16, 17 vorgesehen, die quer zur Längsrichtung verlau fen, wie dies durch die Linien 25 und 26 gezeigt ist. Sind die Verbindungselemente 9 und 10 ebenfalls aus einem faserverstärkten Werkstoff hergestellt, dann weist dieser Werkstoff ebenfalls Verstärkungsfasern 20 auf, die vor zugsweise in Längsrichtung verlaufen, wie dies durch die beiden Linien 27 und 28 beim Verbindungselement 9 symbo lisch dargestellt ist. Die Verstärkungsfasern 20 sind als Endlosfasern ausgebildet und können beispielsweise aus Glasfaser, Aramid und Kohlenstoff bestehen. Als Matrixma terial können duroplastische und thermoplastische Poly mere zum Einsatz kommen.

Die Stege 5, 6 sind so aufgebaut, daß sie eine relativ geringe Querschub- und Plattenquerbiegefestigkeit aufwei sen. Diese Festigkeit ist so ausgelegt, daß ab einer be stimmten auf den Verstärkungsträger 1 einwirkenden Kraft "P" im Kontaktbereich zwischen dem Verstärkungsträger und einem auftretenden Aufprallkörper ein Kollabieren des Querschnitts 2 des Verstärkungsträgers 1 definiert so er folgt, daß nach einem vorbestimmten Verformungsweg "S_K" die beiden Gurte 16 und 17 aneinanderliegen. Die defi nierte Querschnittsabplattung kann neben einem entspre chenden Aufbau der Verstärkungsfasern 20 alternativ oder zusätzlich auch dadurch erfolgen, daß in den Stegen 5, 6 eine entsprechende Querschnittsschwächung 29 ausgebildet ist. Die Querschnittsschwächung 29 ist vorzugsweise um die Mitte 30 des jeweiligen Steges 5 und 6 vorgesehen, so daß die Gurte 16, 17, wenn sie vollständig aneinanderlie gen, in diesem Bereich wie ein Gelenk wirken.

Die Türtragstruktur 11 der in der Fig. 1a gezeigten Aus führungsform besteht aus einem faserverstärkten Werk stoff. Der Verstärkungsträger 1 und die sich daran an schließenden Knoten an der Scharniersäule 49 und der Schloßsäule 50 sind fertigungstechnisch in einem Guß her gestellt. Die Türtragstruktur besteht vorzugsweise aus Halbschalen, wie sie in der Fig. 3 dargestellt sind. Eine Seitentürhalbschale besteht beispielsweise aus einer Fen sterrahmen-, Knoten- und einer Trägerhalbschale. Die Ver bindung erfolgt im Klebe- oder Schweißverfahren. Vor der Verbindung der beiden Seitentürhalbschalen werden die Crash- oder Verbindungselemente, d. h. die Zugschlaufen oder andere Einleger, zur Verbindung zwischen den Säulen oder Knoten 49, 50 und dem Verstärkungsträger 1, 31 in einer der beiden Halbschalen positioniert. Die Montage des Verbindungselementes 9, 10 wird durch Positionierhil fen unterstützt, die nach der Montage wieder entfernt werden. Um im Crashfall bei einer definierten Crashlast "P" einen Stab-Zweischlag sicherzustellen und dadurch die eigentlichen Crashelemente, wie das Durchreißen der Bol zen durch die Trägerstege, in definierter Weise aktivie ren zu können, muß der Verstärkungsträger 1, 31 in den beiden Anschlußbereichen zwischen den Enden 3, 4 des Ver stärkungsträgers 1, 31 bzw. den Befestigungselementen 7, 8 und den türseitigen Befestigungselementen 12, 13 je weils eine Sollbruchstelle 52, 53 aufweisen. Die Soll bruchstelle 52, 53 kann sich über einen überlappungsbe reich 56 erstrecken.

Die Türtragstruktur ist so ausgeführt, daß sie für den Alltagslastfall, beispielsweise der Windsogbelastung oder einer vertikalen Mißbrauchslast bei einer geöffneten Tür durch eine sich an der Tür abstützenden Person, noch eine ausreichende Steifigkeit und Festigkeit in den Sollbruch stellen 52, 53 aufweist, wobei die Sollbruchstellen 52, 53 kein örtlich konzentriertes Gelenk darstellen. Ande rerseits versagt die Türtragstruktur in den Sollbruch stellen bei einem Crashfall in definierter Weise, d. h. durch einen glatten Querschnittsbruch. Nach dem Quer schnittsbruch erfolgt das Durchreißen der Befestigungs elemente durch den Trägersteg bzw. durch die Trägerstege. Eine Voraussetzung für ein trägerseitiges Ausreißen des Befestigungselementes 7, 8 in den Stegen 5, 6 ist eine höhere Lochleibungsfestigkeit der Befestigungselemente 12, 13 in den Knoten oder Säulen 49, 50. Dies wird bei spielsweise dadurch sichergestellt, daß die knotenseiti gen Befestigungselemente 12, 13 eine größere Angriffsflä che, beispielsweise einen größeren Durchmesser aufweisen. Darüber hinaus können zusätzliche Verstärkungen im Lami nat der Knoten oder Säulen 49, 50 in dem Befestigungsbe reich der Befestigungselemente 12, 13 vorgesehen sein.

Die Fig. 1b zeigt einen lösbar angeordneten Verstärkungs träger 1, der zwischen der Scharnierseite 47 und der Schloßseite 48 einer Tür 46 über Verbindungselemente 47 und Befestigungselemente 7, 8; 12, 13 befestigt ist. Der Verstärkungsträger 1 der Fig. 1b weist den gleichen Auf bau wie der in der Fig. 1a gezeigte Verstärkungsträger 1 auf. Der Verstärkungsträger 1 ist möglichst nahe dem Au ßenblech oder der Außenfläche 59 der Tür 46 angeordnet. Im günstigsten Fall ist der Verstärkungsträger 1 direkt an der Innenseite 59a des Außenblechs 59 angebracht. In der in Fig. 1b gezeigten Ausführungsform ist zwischen dem Außenblech 59 und dem Verstärkungsträger 1 eine versenk bare Fensterscheibe 58 vorgesehen. Bei einem Crashfall wirkt auf das Außenblech 59 eine Kraft "P", die durch einen auf das Außenblech 59 aufprallenden oder einwirken den Körper verursacht wird. In der in der Fig. 1b gezeig ten Darstellung weist der Verstärkungsträger 1 seine ur sprüngliche Lage auf. Durch einen Pfeil und den Buchsta ben "w" ist der Eindringweg bezeichnet, wobei der Ein dringweg "w" in der Darstellung der Fig. 1b gleich 0 ist. In einer anderen Ausführungsform kann der Verstärkungs träger an der Innenfläche 60 der Tür 46 angeordnet sein. Die Türtragstruktur 11 der Tür 46 ist in der Regel in der herkömmlichen Stahlblech-Bauweise hergestellt.

Die Fig. 2 zeigt in einer vergrößerten Ansicht einen Ver stärkungsträger 1 mit einem rechteckförmigen Querschnitt 2, bei dem die Stege 5, 6 mit einer Querschnitts schwächung 29 ausgebildet sind. Die als Sollbruchstelle ausgebildete Querschnittsschwächung 29 ist mittig zwi schen den Gurten 16 und 17 und vorzugsweise mittig zwi schen den Enden 3 und 4 des Verstärkungsträgers 1 ausge bildet.

Die Fig. 3 zeigt einen Verstärkungsträger 31, der aus einer vorderen und hinteren Halbschale 32 und 33 besteht. Bei diesem Verstärkungsträger 31 stellen, wie beim Ver stärkungsträger 1, die parallel zur Türaußenhaut verlau fenden Flächen 34 und 35 die Gurte 16, 17 dar, während die dazu querverlaufenden Flächen 36 und 37 die Funktion der Stege 5 und 6 übernehmen.

Die Fig. 4a zeigt ein Kraft-Weg-Diagramm "F, s" eines Verstärkungsträgers 1, 31 bei einer Beaufschlagung durch einen Aufprallkörper mit einer Kraft "P". Die Kraft "F" ist die an den beiden Enden 3, 4 des Verstärkungsträgers 1, 31 jeweils in Längsrichtung wirkende Zugkraft. Der Weg "s" stellt die Verlängerung der Ursprungslänge des Ver stärkungsträgers 1, 31 dar.

In einer ersten Phase I bis zu einer Kraft "F_B" und einem Verformungsweg "S_B" wird der Verstärkungsträger 1, 31 rein elastisch auf Biegung beansprucht.

Danach erfolgt in einer zweiten Phase II eine Zusatzver formung des Verstärkungsträgers 1, 31 in den Stegen 5 und 6, die eine Querschnittsabplattung bewirkt. Die vollstän dige Querschnittsabplattung liegt ungefähr bei einer Kraft "F_K" und einem Weg "S_K" vor. Liegt eine vollstän dige Querschnittsabplattung vor, dann wirkt der Verstär kungsträger 1, 31 als ein Stab-Zweischlag, so daß durch den Verstärkungsträger 1, 31 kein Biegemoment mehr über tragbar ist.

In einer dritten Phase III wird das faserverstärkte Mate rial an den Befestigungsstellen 38 und 39 der Bolzen 7 und 8 auf Lochleibung beansprucht. Die dritte Phase 111 endet bei einer Grenzzuglast "F_G" und einem Verformungs weg "S_G", bei der ein Materialversagen in den Stegen 5 und 6 eintritt.

In der sich an die Phase 111 anschließenden Phase IV wer den die Bolzen 7 und 8 durch den faserverstärkten Werk stoff der beiden Stege 5 und 6 gezogen. In dieser Phase IV ergibt sich ein mehr oder weniger gleichmäßiger Kraft verlauf auf einem hohen Kraftniveau "F_E" über einen Ver formungsweg "S_E" bis ein maximaler Verformungsweg "S_max" erreicht ist. Die Fläche unterhalb des Kraftverlaufs stellt die durch den Verstärkungsträger 1, 31 aufgenom mene Energie dar. Die durch den besonderen Aufbau des Verstärkungsträgers 1, 31 zusätzlich ermöglichte Energie absorption entspricht der Fläche, die sich aus dem Ver formungsweg "S_E" und dem Verlauf der Kraft "F_E" ergibt.

Die Fig. 4b zeigt ein Kraft-Weg-Diagramm "P, w", wobei die Kraft "P" die Eindringkraft eines auf die Türaußen fläche 59 auftreffenden Aufprallkörpers und der Weg "w" der Verschiebeweg oder Eindringweg des Aufprallkörpers in Fahrzeugquerrichtung bzw. in Querrichtung des Verstär kungsträgers 1, 31 ist. Die Fig. 4b wird nachfolgend für den Crashablauf bei einem in einer Türtragstruktur inte grierten Verstärkungsträger 1, 31 aus faserverstärkten Werkstoffen beschrieben. Der Verstärkungsträger ist, be dingt durch den Herstellprozeß, formschlüssig mit den Knoten 49, 50 verbunden. Der Verstärkungsträger 1, 31 trägt wie ein beiderseits elastisch gelagerter Balken un ter Querkraftbiegung. Die äußeren Anschlußbereiche mit den Sollbruchstellen 52, 53 werden im wesentlichen auf Querkraftschub in den Stegen 5, 6 und auf Biegenormal spannungen in den Gurten 16, 17 belastet. Der Eindringwi derstand, der der Steigung in der Phase I entspricht, wird durch den Querschnitt des Verstärkungsträgers, die Laminatsteifigkeiten, die Länge und Geometrie des Ver stärkungsträgers und die Knotensteifigkeiten, insbeson dere die Knotendrehsteifigkeiten, bestimmt. Der Eindring weg "w" ist in der Phase I vorteilhafterweise relativ klein. Die Steifigkeit des Verstärkungsträgers dagegen ist einstellbar groß.

In der Phase II verursachen ab einer bestimmten Last "P_B" im Kontaktbereich 41 zwischen dem Außengurt 17 und dem Eindring- oder Aufprallkörper 40 im wesentlichen in Um fangsrichtung verlaufende Umfangsbiegemomente eine Quer schnittsovalisierung oder Querschnittsdeformation und da mit eine Schwächung des Flächenträgheitsmomentes des Ver stärkungsträgers 1, 31. Daraus resultiert eine Verminde rung der Trägersteifigkeit und damit eine kleinere Stei gung des Kraft-Weg-Verlaufes in der Phase II.

Die Phase 111 betrifft den Querschnittskollaps. Dieser ergibt sich aufgrund der weiter zunehmenden Umfangsbiege momentenbelastung, bei einer weiteren Steigerung der äu ßeren Eindringlast bis zu einer Eindringkraft "P_K". Da durch werden die beiden durch Materialausnehmungen an der Sollbruchstelle 29 vorab definiert geschwächten Stege 5, 6 über ihre Biegefestigkeitsgrenze hinaus belastet und versagen. Die beiden Gurte 16, 17, die als Zug- und Druckgurt wirken, besitzen dagegen aufgrund der Laminat verstärkung in Null-Grad-Richtung, d. h. in Längsrich tung, eine ausreichend hohe Zug- und Druckfestigkeitsre serve. Bei dem integrierten Verstärkungsträger sind bei diesem Belastungszustand die Sollbruchstellen 52 und 53 noch tragfähig. Die Sollbruchstellen werden aber an ihre Festigkeitsgrenzen herangeführt, die durch die Thermo plast-Schubfestigkeit und die Überlappungslänge 56 ge kennzeichnet ist. Beim Ende der Phase III ist der Quer schnittskollaps der Stege 5, 6 abgeschlossen. Die Gurte 16, 17 sind im Kontaktbereich 41 zwischen dem Aufprall körper 40 und dem Verstärkungsträger 1, 31 zur Anlage ge kommen. Die Stege 5, 6 sind völlig zerstört und hängen in Fragmenten an beiden Gurten 16, 17. Strukturmechanisch hat sich damit im Mittenbereich 30 des Verstärkungsträ gers 1, 31 ein Gelenk 44 ausgebildet, das nur noch ver nachlässigbar kleine Biegemomente, dafür aber große Zug kräfte überträgt. Zur Realisierung eines Stab-Zweischla ges oder eines Zugbandes und eine daran sich anschlie ßende Aktivierung der Crashelemente, d. h. einem Durch reißen der Stege 5, 6 durch die Befestigungselemente 7, 8, ist bei einem formschlüssig mit der Tragstruktur 11 verbundenen Verstärkungsträger 1, 31 ein definiertes Ver sagen der Sollbruchstellen 52, 53 ab einer bestimmten Eindringkraft "P_Q" notwendig.

Bis zu dieser Grenzbelastung "P_Q" liegen die im Befesti gungsbereich 38, 39 auftretenden sogenannten Lochlei bungsspannungen oder radialen Druckspannungen noch unter halb der Druckfestigkeit des Stegwerkstoffes. Es tritt noch kein Ausreißen der Befestigungselemente 7, 8 auf. Bei einer Erhöhung der Eindringkraft "P" kommt es ent sprechend zu einer weiteren Laststeigerung "F" an den Be festigungsstellen 38, 39 in den Stegen 5, 6. Die Lochlei bungsfestigkeit wird ab einer Grenzkraft "F_G" überschrit ten und es kommt zu einem Ausreißen der Befestigungsele mente 7, 8 in den Stegen 5, 6 und damit zu einer Energie absorption durch eine örtlich konzentrierte Laminatzer störung. Voraussetzung dafür ist, daß die Befestigungs elemente 12, 13 in den Knoten oder Scharnierseiten 47, 49 oder Schloßseiten 48, 50 nicht ausreißen, so daß ein Durchreißen nur in den trägerseitigen Stegen 5, 6 erzwun gen wird. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht wer den, daß die Befestigungselemente 12, 13 einen größeren Durchmesser als die trägerseitigen Befestigungselemente 7, 8 aufweisen. Ferner können durch die Materialwahl und Anordnung eine höhere Materialfestigkeit an den Befesti gungsstellen der Befestigungselemente 12, 13 erzeugt wer den.

Die Fig. 5 bis 12 zeigen unterschiedliche Ansichten der Querschnittsverformung und Querschnittszerstörung des Verstärkungsträgers 1, 31. Die Fig. 5 zeigt eine Ansicht von oben eines Verstärkungsträgers 1, 31 vor dem Eindrin gen eines Aufprallkörpers 40 mit einer Eindringkraft "P". Der Verstärkungsträger 1, 31 ist über in den Stegen 5, 6 angeordneten Bolzen 7, 8 und Verbindungselemente 9, 10 mit einer nicht dargestellten Türtragstruktur 11 verbun den. Die schraffierte Fläche in der Mitte des Verstär kungsträgers 1, 31 stellt den Bereich dar, in dem es auf grund der Querschnittsschwächung 29 zu einem Sollbruch in den Stegen 5, 6 kommt.

Die Fig. 6 zeigt die Phase I einer Biegeverformung des Verstärkungsträgers 1, 31, bei der sich eine Zusatzver formung infolge der zunehmenden Querschnittsabplattung im Aufprallbereich 41 überlagert.

Die Fig. 7 zeigt die Phasen II und III, wie sie in den Fig. 4a und 4b beschrieben sind, d. h. die Beanspru chung des Verstärkungsträgers bis zum Querschnittkollaps der Stege 5 und 6. In der Fig. 7 liegen die beiden Gurte 16 und 17 aneinander an, so daß der Verstärkungsträger 1, 31 wie ein Stab-Zweischlag mit den Stäben 42 und 43 und einem Gelenk 44 wirkt. In diesem Stadium wird der Ver stärkungsträger 1, 31 an den Befestigungsstellen 38, 39 auf Lochleibung beansprucht.

In der Fig. 7 ist ferner der Eindringweg "w_K" eingezeich net, der durch den Aufprallkörper 40 zurückgelegt wird, bevor es zu dem Querschnittskollaps in den Stegen 5, 6 kommt. Entsprechend der Fig. 4b beträgt nach dem Ein dringweg "w_K" die Eindringkraft "P_K".

Die Fig. 8a betrifft die Ausführungsform eines form schlüssig mit einer Türtragstruktur 11 verbundenen Ver stärkungsträgers 1, 31. Bei dieser Ausführungsform kommt es nach einem überschreiten der Eindringkraft "P_K" bzw. der durch den Verstärkungsträger 1, 31 aufgenommenen Zug kraft "F_K" zu einem durchgehenden Querschnittsbruch an den dafür vorgesehenen Sollbruchstellen 52, 53 an den En den 3, 4 des Verstärkungsträgers 1, 31. Die Sollbrüche treten dann ein, wenn die ertragbaren Schubkräfte in den Sollbruchstellen 52, 53 überschritten werden, wobei die Schubkräfte durch die Momenten- und Querkraftbelastung verursacht sind. In der Fig. 8a ist der dabei zurückge legte Eindringweg "w_Q" eingezeichnet. Als Startlinie für den Eindringweg ist in der Fig. 8a die Lage der türseiti gen Befestigungselemente 12, 13 angegeben.

Die Fig. 8b zeigt die Phase IV, in der das Durchreißen der Stege 5, 6 durch die Befestigungsmittel 7, 8 erfolgt. In dieser Phase IV wird die in der Fig. 4a eingezeich nete, bauteilspezifische Grenzzugkraft "F_G" überschrit ten. Durch entsprechende Faserorientierungen und eine ge eignete Auswahl des Faserwerkstoffes erfolgt das Ausrei ßen der Stege 5, 6 über eine Wegstrecke "S_E" bis zum Ende der Verformung bei einem Verformungsweg "S_max" bei einer mehr oder weniger gleichbleibenden Kraft "F_E".

Die Fig. 9 entspricht dem Beanspruchungszustand der Fig. 5. Wie aus der Teilansicht der Fig. 9 hervorgeht, weisen die Stege 5 und 6 jeweils eine Querschnittsschwächung 29 auf. Wie aus der Querschnittsansicht der Fig. 9 hervor geht, ist die ursprüngliche Form des Querschnittes 2 noch erhalten, die in der vorliegenden Ausführungsform bei spielsweise ein Rechteck ist.

In der Fig. 10, die dem Beanspruchungszustand der Fig. 6 entspricht, ist bereits eine Zusatzverformung des Quer schnittes 2 in den Stegen 5, 6 erfolgt. Die Stege 5, 6 beulen sich aufgrund der Belastung nach außen aus und es kommt aufgrund der Querschnittsabschwächungen 29 in den Stegen 5, 6 bereits zu einzelnen Brüchen 45, wie dies aus der Querschnittsansicht der Fig. 10 ersichtlich ist.

Die Fig. 11 zeigt den Belastungszustand der Fig. 7. Bei diesem Belastungszustand ist der Querschnittskollaps er folgt und die beiden Gurte 16, 17 liegen im Aufprallbe reich 41 aufeinander, während die Stege 5, 6 zumindest in der Querrichtung zerstört sind. Der Verstärkungsträger 1, 31 wirkt nunmehr als ein Stab-Zweischlag mit dem Gelenk 44 an der Sollbruchstelle. Die Querschnittsansicht der Fig. 11 zeigt die aneinanderliegenden Gurte 16 und 17 so wie die zumindest in diesem Bereich zerstörten Stege 5, 6.

Die Fig. 12 zeigt eine Querschnittsansicht an einem Ende 3, 4 eines Verstärkungsträgers 1, 31 in der Phase IV, wenn die Grenzzugkraft "F_G" bereits überschritten ist und der Werkstoff der Stege 5 und 6 einzureißen beginnt. Die Grenzzugkraft "F_G" ist so bestimmt, daß ein Einreißen er folgt, bevor es zu einem Bruch oder zu einem Zerreißen von Fasern in den Gurten 16, 17 oder an den türseitigen Befestigungsstellen 12, 13 kommt. Das in der Fig. 12 ge zeigte Verbindungselement 9, 10 kann eine Zugschlaufe oder ein biegesteifes Einlegeteil, z. B. aus faserver stärktem Werkstoff, Stahl oder Aluminium, sein. Die bie gesteifen Einlegeteile aus einem faserverstärkten Werk stoff können auch als pultrudierte Profile mit ausrei chender Faserlängsverstärkung ausgebildet sein.

Die Fig. 13 bis 19 zeigen verschiedene Ausführungsfor men von Einlegerprofilen 57, die aus einem faserverstärk ten Werkstoff bestehen.

Die Fig. 13 und 14 zeigen Einlegerprofile 57 mit einem quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt. Die Pro file 57 der Verbindungselemente 9 und 10 unterscheiden sich dadurch, daß das Profil des Verbindungselementes 9 mit seinem einen Ende 61 in das offene Ende 3 des Ver stärkungsträgers 1, 31 eingeschoben ist, während das Pro fil 57 des Verbindungselementes 10 mit seinem Ende 62 über das Ende 4 des Verstärkungsträgers 1, 31 gesteckt ist. Entsprechend der Fig. 1a ist in der Fig. 13 an dem Außengurt 17 der Verlauf der Verstärkungsfasern 20 symbo lisch eingezeichnet.

Die Fig. 15 zeigt eine perspektivische Ansicht des Endes 3 des Verstärkungsträgers 1, 31 mit einem Verbindungsele ment 9. Sowohl der Querschnitt des Verstärkungsträgers 1 als auch der Querschnitt des Verbindungselementes 9 ist rohrförmig ausgebildet.

In den Fig. 16 und 17 weisen die Einlegerprofile 57 einen U-förmigen Querschnitt auf. Die Fig. 16 und 17 unterscheiden sich darin, daß in der Ausführungsform der Fig. 16 ein einziges Einlegerprofil in das Ende 3 des Verstärkungsträgers 1, 31 eingeschoben und dort befestigt ist, während bei der Ausführungsform der Fig. 17 zwei Einlegerprofile 57 als Verbindungselemente mit dem Ende 3 des Verstärkungsträgers 1, 31 verbunden sind.

Die Fig. 18 und 19 zeigen im wesentlichen die in den Fig. 13 und 14 dargestellten Einlegerprofile 57 mit einem rechteckförmigen Querschnitt.

Wesentlich für eine gesicherte Lastübertragung durch die Einlegerprofile 57 als Querkraft-Biegeträger vor einem Einsetzen des Querschnittskollapses ist eine ausreichende Schubsteifigkeit und Schubfestigkeit. Dies wird dadurch realisiert, daß die Einlegerprofile 57 eine entsprechend große Schubfläche bzw. entsprechend große Schubstege 63 bis 68 aufweisen. Zum Beispiel kann durch die Verwendung von zwei miteinander verschweißten U-Einlegerprofilen 57 die wirksame Schubfläche verdoppelt werden, wie dies in der Fig. 17 gezeigt ist. Aber auch eine größere Wand stärke "d" hebt die Schubfläche proportional an. Wie bei spielsweise aus den Fig. 13 und 14 hervorgeht, können die Einlegerprofile 57 in und über den Verstärkungsträger 1, 31 geführt werden. Die Verbindung zwischen den Einle gerprofilen 57 und dem Verstärkungsträger 1, 31 weist vorteilhafterweise eine Klemmung auf, um Klappergeräusche im Fahrbetrieb zu vermeiden. Die Klemmung läßt sich leicht über einen Matrixüberschuß auf einem der zu ver bindenden Elemente, d. h. dem Einlegerprofil 57 und/oder dem Verstärkungsträger 1, 31, realisieren. Die Klemm kräfte zwischen dem Einlegerprofil 57 und dem Verstär kungsträger sind so einzustellen, daß die knotenseitige oder türseitige Lochleibungsfestigkeit für das Befesti gungselement nicht überschritten wird. Die Einle gerprofile 57 müssen eine ausreichend hohe Zugfestigkeit aufweisen, um nach dem Querschnittskollaps die Ausreiß kräfte "F < F_G" von den Stegen 5, 6 und den darin ange ordneten Befestigungselementen 7, 8 sicher in die türsei tigen oder knotenseitigen Befestigungselemente zu über tragen.

Wie aus den Fig. 13 bis 19 hervorgeht, sind in der vorliegenden Ausführungsform die Befestigungselemente 7, 8 und 12, 13 als Bolzen ausgeführt. Zur Sicherstellung, daß die trägerseitigen Befestigungsstellen 38, 39 zuerst ausreißen, sind die Bolzendurchmesser unterschiedlich groß, d. h. die Durchmesser der trägerseitigen Befesti gungselemente 7, 8 sind kleiner als die Durchmesser der türseitigen oder knotenseitigen Befestigungselemente 12, 13. Zusätzlich kann das Laminat an der Befestigungsstelle des knotenseitigen oder türseitigen Befestigungselementes noch durch Aufleimer oder Verstärkungspflaster oder eine generelle Materialverstärkung im Anschlußbereich des kno tenseitigen oder türseitigen Befestigungselementes ver stärkt werden. Dies kann auch zu einer generellen Materi alverstärkung im Knotenbereich bzw. in der Scharniersäule und Schloßsäule erfolgen.

Die Fig. 20 und 21 betreffen die Sollbruchstellen 52, 53 eines in einer Türtragstruktur 11 formschlüssig inte grierten Verstärkungsträgers 1, 31. Die an den Enden 3, 4 des Verstärkungsträgers 1, 31 ausgebildeten seitlichen Sollbruchstellen 52, 53 ergeben sich durch eine seitlich versetzte Anordnung von Stoßstellen 54 benachbarter Lami nateinzelschichten 55a bis 55d, wobei der Abstand zwi schen den Stoßstellen 54a bis 54d der benachbarten Lami nateinzelschichten den Überlappungsbereich 56 ergibt. Die Laminateinzelschichten 55a bis 55d sind miteinander ver schweißt oder verklebt. In der Fig. 21 ist der Klebstoff oder Thermoplast 69 zwischen den Laminateinzelschichten 55a und 55b als schraffierte Fläche eingezeichnet.

Die Fig. 22 zeigt eine aus Halbschalen hergestellte Tür tragstruktur 11, die aus Knoten- und Trägerhalbschalen besteht. In einer anderen Ausführungsform weist die Tür tragstruktur 11 zusätzlich noch Fensterrahmenhalbschalen auf. Die verwendeten Verstärkungsträger 31a und 31b sind zum einen in etwa horizontal und zum anderen diagonal oder schräg zwischen einer Scharnierseite oder Scharnier säule 49 und einer Schloßseite oder Schloßsäule 50 in die Türtragstruktur einer Tür 51 unlösbar integriert. Die Verstärkungsträger 31a und 31b bestehen aus einem glei chen oder gleichartigen Werkstoff wie die übrigen Teile der Türtragstruktur 11 der Tür 51. Der Aufbau einer sol chen Türtragstruktur 11 ergibt sich aus den Fig. 1a und 3 und der dazugehörigen Beschreibung sowie aus der deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen P 44 07 731, auf die vollinhaltlich Bezug genommen wird.

Claims

1. Verstärkungsträger als Seitenaufprallschutz in der Tür eines Fahrzeuges, wobei der Verstärkungsträger einen geschlossenen Querschnitt mit Stegen und Gur ten aufweist, wobei die Gurtflächen in etwa parallel zur Außenfläche der Tür verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsträger (1, 31) aus einem faserverstärkten Werkstoff besteht und daß nach einem vorbestimmten Verformungsweg "S_K" bei einer Kraft "F_K" ein Querschnittkollaps des Ver stärkungsträgers (1, 31) aufgrund eines den Verstär kungsträger (1, 31) beaufschlagenden Aufprallkörpers (40) so erfolgt, daß die Stege (5, 6) zumindest im Kontaktbereich (41) mit dem Aufprallkörper (40) bre chen und die Gurte (16, 17) danach im Kontaktbereich (41) aneinanderliegen und zur Übertragung von Zug-/Druckkräften sowie zur Energieabsorption intakt bleiben.

2. Verstärkungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Verstärkungsträger (1, 31) durch die Materialauswahl für den Matrixwerkstoff und die Fasern und/oder durch den konstruktiven Aufbau mit angepaßten Faserorientierungen belastungsgerecht herstellbar ist.

3. Verstärkungsträger nach den Ansprüchen 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß die auf Zug bzw. Druck be aufschlagten Gurte (16, 17) eine entsprechend hohe Anzahl von unter einem Winkel von 0° zur Längsachse (21) des Verstärkungsträgers (1, 31) angeordneten Endlosfasern aufweisen.

4. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (5, 6) aufgrund der Schubbeanspruchung überwiegend mit Endlosfasern (18, 19) versehen sind, die unter einem Winkel zwischen 0° und 45°, insbe sondere 30°, zur Längsachse (21) des Verstärkungs trägers (1, 31) verlaufen.

5. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Matrixmaterial duroplastische oder thermoplasti sche Polymere zum Einsatz kommen und daß die Endlos fasern aus Glasfasern und/oder Aramid und/oder Koh lenstoff bestehen.

6. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querträger aus einem einteiligen Profil oder aus mehreren miteinander verbundenen Teilen, insbeson dere Schalen, aufgebaut ist.

7. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anbindung des Verstärkungsträgers (1, 31) mit einer Türstruktur (11) einer Tür (46, 51) über je weils ein Befestigungselement (7, 8) erfolgt, wobei das jeweilige Befestigungselement (7, 8) um eine vorbestimmte Strecke "s < S_E" vom jeweiligen Ende (3, 4) des Verstärkungsträgers (1, 31) beabstandet ist.

8. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Querschnittkollaps der Stege (5, 6) und vor einem Zerreißen der Gurte (16, 17) ein definiertes Einreißen an den Befestigungsstellen (38, 39) der Befestigungselemente (7, 8) im Verstärkungsträger (1, 31) erfolgt, wobei der Werkstoff und der Aufbau des einzureißenden jeweiligen Abschnittes des Ver stärkungsträgers (1, 31) so gewählt ist, daß das Einreißen bei einem hohen, vorbestimmten Kraftniveau "F_E" über eine definierte Strecke "S_E" erfolgt.

9. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem jeweiligen trägerseitigen Befestigungs element (7, 8) und einem dazu gegenüberliegenden türseitigen Befestigungselement (12, 13) ein Verbin dungselement (9, 10) vorgesehen ist, das zur Über tragung von überwiegend Zugkräften und gegebenen falls von Querkräften ausgebildet ist.

10. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige türseitige Befestigungselement (12, 13) und die türseitige Anbindung so ausgebildet sind, daß die türseitige Anbindung eine höhere Aus reißlast aufnimmt als die dazugehörige trägerseitige Anbindung, so daß ein Ausreißen im Belastungsfall zuerst an der trägerseitigen Anbindung erfolgt.

11. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erhöhung der Ausreißlastfestigkeit an der tür seitigen Anbindung durch eine höhere Materialfestig keit, insbesondere eine höhere Lochleibungsfestig keit, erfolgt und/oder daß die Form des türseitigen Befestigungselementes so gewählt ist, daß die im Be lastungsfall auftretenden radialen und tangentialen Druckspannungen gleichmäßig, d. h. unter Vermeidung von Spannungsspitzen, verteilt sind.

12. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungselemente (7, 8; 12, 13) als Bolzen ausgebildet sind und daß die türseitigen Bolzen (12, 13) einen größeren Durchmesser als die trägerseiti gen Bolzen (7, 8) aufweisen.

13. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsträger (31) mit einer Türtragstruk tur (11) einer Tür (51) aus einem gleichen oder gleichartigen faserverstärkten Werkstoff struktu rell, d. h. unlösbar, verbunden ist.

14. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsträger (31) so in der Scharniersäule und Schloßsäule der Türtragstruktur (11) der Tür (51) integriert ist, daß der Verstärkungsträger (31) wie ein Biegebalken wirkt.

15. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsträger (31) neben der mittigen Soll bruchstelle (29) an seinen seitlichen Enden (3, 4) jeweils eine weitere Sollbruchstelle (52, 53) auf weist, die jeweils zwischen der türseitigen und der trägerseitigen Befestigungsstelle ausgebildet ist und daß ein Reißen an den seitlichen Sollbruchstel len (52, 53) gleichzeitig mit dem Querschnittkollaps oder nach dem Querschnittskollaps der Stege (5, 6) und vor einem Einreißen an den trägerseitigen Befe stigungsstellen (38, 39) erfolgt.

16. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (9, 10) zwischen dem träger seitigen Befestigungselement (7, 8) und dem türsei tigen Befestigungselement (12, 13) aus einem oder mehreren Bändern besteht, wobei das Band oder die Bänder aus Metall und/oder aus faserverstärkten Werkstoffen und/oder aus hoch festen Textilen herge stellt ist bzw. sind und daß das Band oder die Bän der zur Befestigung insbesondere eine Schlaufe oder mehrere Schlaufen (14, 15) aufweist bzw. aufweisen.

17. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsträger (31) so ausgelegt ist, daß nach dem Querschnittskollaps im Kontaktbereich (41) mit dem Aufprallkörper (40) und/oder an der mittigen Sollbruchstelle (29) und dem Reißen des Verstär kungsträgers (31) an den Sollbruchstellen (52, 53) das jeweilige trägerseitige Befestigungselement (7, 8) bei zunehmender einwirkender Kraft "P" durch den Aufprallkörper (40) das Material der Stege (5, 6) an den Befestigungsstellen (38, 39) einreißt.

18. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Sollbruchstellen (52, 53) durch eine versetzte Anordnung von Stoßstellen (54) aufgebaut sind, wobei der Abstand zwischen den Stoßstellen (54a, 54b, 54c, 54d) benachbarter Laminateinzel schichten (55a, 55b, 55c, 55d) einen Überlappungsbe reich (56) ergibt.

19. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bruch in der jeweiligen Sollbruchstelle (52, 53) nach einem Überschreiten der ertragbaren Schubkräfte aufgrund der Momenten- und Querkraftbelastung durch ein Abscheren der miteinander verschweißten und/oder verklebten Laminateinzelschichten (55) im Überlap pungsbereich (56) erfolgt.

20. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungselemente (7, 8; 12, 13) durch die Stege (5, 6) der türseitigen und der trägerseitigen Befestigungsstellen hindurchgehen und die Befesti gungsstellen überragen und daß die Befestigungsele mente (7, 8; 12, 13) gegen ein axiales Verschieben gesichert sind.

21. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren Ansprü che 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver stärkungsträger (1) nachträglich und lösbar in oder an einer Tür (46) eingebaut ist.

22. Verstärkungsträger nach Anspruch 21, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verbindungselement (9, 10) als ein Einlegerprofil (57) zwischen der türseitigen und der trägerseitigen Befestigungsstelle ausgebildet ist, wobei das jeweilige Einlegerprofil (57) bis zu einer bestimmten Last wie ein querkraftübertragender Bal ken zur Erzeugung eines hohen Anfangswiderstandes beim Einwirken einer Last "P" aufgrund eines Auf prallkörpers (40) wirkt.

23. Verstärkungsträger nach den Ansprüchen 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsträger (1) mit einer in Quer- und/oder Längsrichtung mittig ausgebildeten Sollbruchstelle (29) in den Stegen (5, 6) versehen ist.

24. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekenn zeichnet, daß die beidseitig angeordneten Einleger profile (57) eine solche Schubsteifigkeit und Schub festigkeit aufweisen, daß die Einlegerprofile (57) mindestens die Querkräfte übertragen, die bei der Grenzzugkraft "F_G" auftreten, wobei die Grenzzug kraft "F_G" vor einem Einreißen der Stege (5, 6) an den trägerseitigen Befestigungsstellen (38, 39) auf tritt.

25. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (9, 10; 57) aus Metall, wie Stahl oder Aluminium, oder aus faserverstärkten Werkstoffen besteht und daß das Verbindungselement als Zugband oder als biegesteifes Profil ausgebildet ist.

26. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der An sprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erhöhung der Schubfestigkeit zur Übertragung der auftretenden Querkräfte durch eine entsprechende Er höhung der Schubfläche und/oder durch eine entspre chende Erhöhung der Wandstärke "d" der jeweiligen Schubstege (63 bis 68) erfolgt.

27. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der An sprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erhöhung der Schubsteifigkeit bei einem Einlegerpro fil (57) aus einem faserverstärkten Werkstoff durch eine entsprechende Ausrichtung der Endlosfasern (20) erfolgt.

28. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der An sprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubfestigkeit durch eine Erhöhung der Anzahl der Schubstege (63 bis 69) vergrößert ist.

29. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der An sprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Einlegerprofil (57) den Verstärkungsträger (1) umgibt oder daß der Verstärkungsträger (1) die Anzahl der vorhandenen Einlegerprofile (57) umgibt.

30. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der An sprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlegerprofil (57) einen geschlossenen oder einen offenen Querschnitt aufweist.

31. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der An sprüche 21 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Einlegerprofils (57) U-förmig ist.

32. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der An sprüche 21 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlegerprofil (57) einen rohr- oder kreisförmigen oder rechteckförmigen, insbesondere viereckförmigen Querschnitt, oder einen polygonalen Querschnitt auf weist.

33. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der An sprüche 31 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung an den türseitigen und trägerseitigen Be festigungsstellen zwischen dem Einlegerprofil (57) und dem Verstärkungsträger (1) mit solchen Toleran zen erfolgt, daß Klappergeräusche vermieden sind.

34. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der An sprüche 21 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlegerprofile (57) nach dem Querschnittskollaps an der Sollbruchstelle (29) des Verstärkungsträgers (1) bei zunehmender Außenbelastung wie Zugbänder wirken.

35. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der An sprüche 21 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die türseitige Befestigungs- und/oder Anbindungsstelle eine belastungsgerechte Verstärkung aufweist.

36. Verstärkungsträger nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Türtragstruktur (11) mit einem Verstärkungsträ ger oder mit mehreren Verstärkungsträgern (1, 31) versehen ist und daß der Verstärkungsträger oder die Verstärkungsträger (1, 31) im wesentlichen waagrecht und/oder diagonal zwischen einer Scharnierseite (47, 49) und einer Schloßseite (48, 50) der Türtragstruk tur (11) verläuft bzw. verlaufen.