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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Türverstärkung für ein Kraftfahrzeug.
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Es ist bekannt, an der Innenseite von Türen eines
Kraftfahrzeuges Armierungen anzuordnen, im allgemeinen in
Form von rohrförmigen Stangen, welche dafür vorgesehen
sind, das Eindringen im Falle eines Seitenaufpralls zu
verhindern, der insbesondere bei einem Zusammenstoß
auftreten kann.
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Diese Verstärkungen zeigen diesbezüglich im allgemeinen
eine zufriedenstellende Wirkung, da sie die mechanische
Festigkeit der Türen gegen Verbiegung deutlich verbessern,
und insbesondere eine Einbuchtung in Richtung der
Innenseite des Fahrzeuges einschränken.
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Bei einem frontalen Zusammenstoß neigen diese Armierungen
jedoch dazu, wie eine Versteifung auf das deformierte
Fahrzeug zu wirken und aufgrund des Anschlages oder sogar
der festen Einspannung ihrer Endabschnitte im Türeingang
die Öffnung der Türen zu blockieren. Die Öffnung der Tür
wird dann heikel und umständlich und auf jeden Fall
inakzeptierbar für ein rasches Eingreifen der Hilfstruppen.
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Die DE-U-93 02 344 bezieht sich auf eine Türverstärkung,
die aus teleskopischen Elementen besteht, welche die
Montage vereinfachen, da hierdurch die bei den einzelnen
Fahrzeugmodellen unterschiedliche Breite der Türen
ausgeglichen werden kann. Es ist jedoch vorgesehen (siehe
Seite 3, Beginn des zweiten Absatzes), diese Elemente
aneinander zu befestigen, so daß sich der Zusammenbau nach
der Montage in der gleichen Weise verhält, wie eine
einstückige Stange
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Diese Verstärkung aus dem Stand der Technik erlaubt es
daher nicht, das weiter oben erwähnte Problem zu lösen.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, dieses
bekannte Problem dadurch zu lösen, daß eine Türverstärkung
vorgeschlagen wird, bei der dieses Phänomen der Versteifung
bei einem frontalen Zusammenstoß nicht auftritt, während
gleichzeitig ihre Schutzfunktion im Falle eines seitlichen
Aufpralls erhalten bleibt.
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In der gleichen Weise, wie die bekannten Vorrichtungen,
besteht eine erfindungsgemäße Türverstärkung aus einer
länglichen Armierung, welche an der Innenseite der Tür
angebracht ist und die hinteren und vorderen strukturellen
Elemente der Armierung miteinander verbindet.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung besitzt diese
Armierung eine geringe, fast bei Null liegende Festigkeit
gegen eine axiale Kompression, welche durch einen frontalen
Aufprall verursacht werden kann, während sie eine hohe
Festigkeit gegen eine Verbiegung in Richtung der Innenseite
des Fahrzeuges aufweist, welche durch einen seitlichen
Aufprall verursacht werden kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsart der vorliegenden
Erfindung besteht diese Armierung aus einer teleskopischen
Stange, welche aus zwei Teilen, wie zum Beispiel aus Rohren
mit einer zylindrischen Form zusammengesetzt ist, die
ineinander gleiten können.
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Außerdem ist nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der
vorliegenden Erfindung diese teleskopische Stange mit
Mitteln ausgestattet, welche einen Anschlag bilden, durch
den ihre Ausdehnung verhindert wird.
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Nach einer möglichen Ausführungsart der vorliegenden
Erfindung bestehen diese Mittel aus an dem Innenrohr fest
angebrachten peripheren Nasen, welche in Langlöcher
eingreifen, die in die Wand des äußeren Rohres eingebracht
sind.
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In diesem Fall ist es möglich, diese Nasen und Langlöcher
ausschließlich auf der Seite des Innenraums des Fahrzeuges
anzuordnen. Vorzugsweise hat der Abschnitt des inneren
Rohres, welcher in das äußere Rohr eingreift, eine Länge,
die deutlich größer ist, als die Länge der Langlöcher.
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In einer weiteren möglichen Ausführungsart der vorliegenden
Erfindung bestehen diese den Anschlag bildenden Mittel aus
einem aufgeweiterten Bereich des inneren Rohres, welcher an
einem verengten Bereich des äußeren Rohres anliegen kann.
Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung sind
das innere und das äußere Rohr mit Hilfe einer relativ
langen Auflagefläche (welche deutlich größer ist, als die
seitlichen Abmessungen des Rohrabschnittes) oder aber mit
Hilfe von zwei im Abstand voneinander angeordneten
Auflageflächen untereinander zentriert
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten
Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsarten der
Erfindung dargestellt sind.
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In diesen Zeichnungen ist folgendes dargestellt:
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Die Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht im teilweisen
Aufriß, welche den Einbau einer ersten möglichen
Ausführungsart der erfindungsgemäßen Verstärkung innerhalb
der Tür eines Kraftfahrzeuges darstellt, wobei nur einige
der Strukturelemente dieser Verstärkung wiedergegeben sind;
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Die Fig. 2 zeigt einen Querschnitt der diese Türverstärkung
bildenden Teleskopstange, wobei die in der Fig. 3 gezeigte
Schnittebene II-II die peripheren Nasen durchquert;
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Die Fig. 3 zeigt eine Draufsicht im Längsquerschnitt
entlang der in der Fig. 2 dargestellten Ebene III-III der
gleichen Verstärkung, jedoch im kleineren Maßstab;
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Die Fig. 3A zeigt eine ähnliche Ansicht, wie die Fig. 3,
welche die Deformierung der Verstärkung im Falle eines
frontalen Aufpralls darstellt;
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Die Fig. 4 zeigt einen Längsschnittt einer zweiten
möglichen Ausführungsart der erfindungsgemäßen
Türverstärkung;
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Die Fig. 4A zeigt eine ähnliche Ansicht wie die Fig. 4,
welche die Deformierung dieser Verstärkung unter der
Einwirkung eines frontalen Aufpralls darstellt;
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Die Fig. 5 und 6 zeigen Detailansichten, wiederum im
axialen Querschnitt von zwei Ausführungsvarianten der in
der Fig. 4 dargestellten Verstärkung;
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In der Fig. 1 ist eine Türverstärkung 1 dargestellt, welche
aus einer Teleskopstange gebildet wird, die aus einem
Innenrohr 2 besteht, welches teilweise in ein Außenrohr 3
eingeschoben ist und in diesem gleiten kann.
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Die Bezugsnummer 4 entspricht der Tür eines
Kraftfahrzeuges, von dem in der Fig. 1 nur das Tragwerk
teilweise dargestellt ist. Die Verstärkung 1 ist im Inneren
der Tür angeordnet und daher im Endzustand in dem
montierten und fertiggestellten Fahrzeug nicht sichtbar.
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Die mit XX' gekennzeichnete Achse der Teleskopstange 1
bildet eine horizontale Längsachse, das heißt, sie verläuft
parallel zur Längsrichtung des Fahrzeugs.
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Die vorderen und hinteren Enden der Teleskopstange sind zum
Beispiel mit Hilfe einer Schweißnaht an metallischen
Elementen befestigt, wie zum Beispiel an einem Knotenblech
40 und einem Winkelprofil 41. Diese Elemente sind
ihrerseits zum Beispiel mit Hilfe von nicht dargestellten
Schrauben in den (vorderen und hinteren) Seitenstreben des
Gerippes der Tür befestigt.
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In der Fig. 1 kann man erkennen, daß der innere Freiraum EI
des Fahrzeuges vor der Stange 1 liegt, das heißt, auf der
Seite des Betrachters, während sich der äußere Freiraum EE
hinter dieser Stange befindet.
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Die Rohre 2 und 3 sind zylindrische Rohre.
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Sie sind mit Hilfe der in der Fig. 3 gezeigten
Auflagefläche 10, welche im Vergleich zu ihrem Durchmesser
relativ groß ist, miteinander zentriert.
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In Höhe dieser Einsteckzone ist das Innenrohr 2 an seinem
äußeren Umfang mit mehreren radial angeordneten
zylindrischen Nasen 20 ausgestattet. Diese sind zum
Beispiel an der Wand des Rohres 2 verschraubt.
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Es sind zum Beispiel fünf solcher Nasen vorgesehen, welche
in der gleichen seitlichen Ebene (senkrecht zur Achse XX')
angeordnet sind. Sie sind nur auf der Seite des inneren
Freiraumes EI in regelmäßigem Winkelabstand angeordnet
(siehe Fig. 2).
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10 Auf der Seite des äußeren Freiraumes EE weist das Rohr 2
keine Nasen auf.
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Jede der Nasen 20 ist mit leichtem Spiel in ein Langloch 30
mit parallelen Rändern eingesetzt, welches in die Wand des
äußeren Rohres 3 eingebracht ist.
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Die Langlöcher 30 erstrecken sich über die Mantellinien des
Rohres 3, das heißt, parallel zur Achse XX'.
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Die Länge der Langlöcher ist kleiner, als die gegenseitige
Einstecklänge der Rohre 2 und 3.
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Die Positionierung der Nasen auf dem Rohr 2 und der
Langlöcher auf dem Rohr 3 ist so ausgelegt, daß in der
normalen Stellung, das heißt, nach der Montage der
Verstärkung in der Tür des Fahrzeugs, jede der Nasen 20 an
dem äußeren Rand des Langloches 20 anliegt (das heißt, auf
der Seite der Mündung des Rohres 3).
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Vorzugsweise sind die äußeren Ränder der Langlöcher 30
kreisförmig ausgebildet, so daß jede der Nasen korrekt über
einen Halbkreis am äußeren Rand des Langloches aufliegen
kann.
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Die Teleskopstange 1 kann daher nicht ausgefahren werden.
Dagegen kann sie perfekt eingezogen werden und das Rohr 2
kann dann über eine Hublänge, welche der Länge der
Langlöcher entspricht, frei in das Innere des Rohres 3
eingeschoben werden.
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In den Fig. 2 und 3 wurde mit Hilfe des Pfeils L symbolisch
ein seitlicher Aufprall dargestellt, welcher auf die Tür 4
einwirkt (in der Fig. mit gemischten gestrichelten Linien
dargestellt). Dieser Aufprall, welcher zum Beispiel durch
einen Zusammenstoß mit einem anderen Fahrzeug verursacht
werden kann, ist natürlich von der Außenseite zur
Innenseite des Fahrzeuges gerichtet.
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Die Aufgabe der Türverstärkung besteht darin, ein
Eindringen in das Innere des Fahrgastraumes zu begrenzen
und die Festigkeit der Tür gegen Deformationen in Richtung
des Innenraumes unter der Wirkung dieses seitlichen
Aufpralls L zu verbessern.
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Allein beim Betrachten der Darstellung der Fig. 3 kann man
erkennen, daß die Kraft L dazu tendiert, die Stange 1 in
ihrem mittleren Abschnitt zu verbiegen, und diese
Beanspruchung darauf hinwirkt, daß das Rohr 2 aus dem Rohr
3 herausgezogen wird. Jedoch, aufgrund der Tatsache, daß
die Nasen 20 am Grund der Langlöcher 30 aufliegen, ist ein
solches Herausziehen nicht möglich und die Teleskopstange 1
verhält sich gleich bei Eintreten des Aufpralls wie eine
einstückige Stange. Die Verstärkung ist daher in der Lage,
eine große Schubkraft in Querrichtung auszuhalten. Wenn
diese Kraft weiterhin ansteigt und dadurch eine
Durchbiegung der Stange verursacht, so agiert letztere wie
eine Zugverbindung, welche dann ausgehend von ihren beiden
Endabschnitten auf Zug arbeitet. Da diese beiden
Endabschnitte an der Kante der Tür befestigt sind, wird
diese Kraft am Eingang der Tür über das Scharnier und das
(nicht dargestellte) Türschloß übertragen.
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Diese Verstärkungsstange erfüllt daher korrekt und in
gleicher Weise wie eine übliche Verstärkungsstange ihre
Funktion.
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Im Falle eines frontalen Aufpralls des Fahrzeuges, welcher
in der Fig. 3A mit Hilfe der Pfeile A dargestellt ist,
stellt man ein freies Eindringen des inneren Rohres 2 in
das äußere Rohr 3, und damit eine Verkürzung der
Verstärkungsstange 1 fest. Tatsächlich hat die Stange eine
Festigkeit von Null (abgesehen von Reibungskräften) gegen
axiale Kompressionen. Auf diese Weise wird das vorstehend
erwähnte Problem der Versteifung vermieden, so daß
normalerweise nach dem Aufprall die Anwesenheit der
Verstärkungsstange die Öffnung der Tür nicht behindern
kann.
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Wie bereits gesagt, wird die Mindestlänge der Langlöcher
durch die Verschiebung bestimmt, welche man zulassen
möchte, um diese Versteifung nicht eintreten zu lassen. Es
ist jedoch möglich, diese Länge noch zu steigern, damit
dieser Bereich die gleiche Elastizität der Verformung
besitzt, wie der Rest der Stange, obwohl die Wände der
beiden Rohre übereinander liegen (wodurch eine Zunahme der
Steifigkeit bewirkt wird).
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Selbstverständlich kann die Anzahl der Nasen und der
Langlöcher variabel gestaltet werden. Sie müssen jedoch im
wesentlichen auf dem inneren Umfang der Verstärkungsstange
angeordnet werden, um die entstehenden Spannungskräfte
aufzunehmen. Es wäre jedoch auch möglich, solche Nasen und
Langlöcher auch auf der Außenseite in Richtung des
Freiraums EE vorzusehen.
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In der in den Fig. 4 und 4A dargestellten zweiten
Ausführungsart besteht die Verstärkungstange ebenfalls aus
einer Teleskopstange, welche mit der Bezugsnummer 5
gekennzeichnet ist.
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Diese Stange besteht aus zwei Rohren mit einer weitgehend
zylindrischen Form, das heißt, einem inneren Rohr 6 und
einem äußeren Rohr 7, deren freie Endabschnitte jeweils an
den Strukturelementen 40 und 41 befestigt sind.
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Das Rohr 6 besitzt einen Hauptabschnitt 60, welcher sich
außerhalb des Rohres 7 erstreckt, und einen aufgeweiteten
Abschnitt 62 mit größerem Durchmesser, welcher in das Rohr
7 eindringt.
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Die Teile 60 und 62 sind mit Hilfe eines erweiterten
stumpfkegeligen Bereiches 61 miteinander verbunden.
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Der Abschnitt 62 wird mit Hilfe der inneren Wand des
äußeren Rohres 7 auf eine Auflagefläche 8 zentriert, deren
Länge deutlich größer ist, als der Durchmesser der Rohre,
wodurch die Qualität der Führung verbessert und die Gefahr
einer Verklemmung verringert wird.
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Das Rohr 7 besteht aus einem Hauptabschnitt 70 mit
konstantem Durchmesser, in dessen Innenteil der
aufgeweitete Abschnitt 62 des Rohres 60 eingeschoben wird.
Das Ende des Rohres 7 besitzt einen Abschnitt 72 mit
kleinerem Durchmesser, welcher über eine stumpfkegelige
verengte Zone 71 mit dem Abschnitt 70 verbunden ist.
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Die Übergangsbereiche 61 und 71 haben den gleichen
Spitzenwinkel, so daß sie sich korrekt aneinander abstützen
können, wenn sich die Stange in ihrem Normalzustand
befindet, das heißt, wenn sie im Inneren der Tür des
Kraftfahrzeuges montiert ist.
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Dieser Zustand ist in der Fig. 4 dargestellt.
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In der gleichen Figur wurde, wie bereits vorher, mit Hilfe
eines Pfeils L ein seitlicher Aufprall symbolisch
dargestellt.
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Unter der Beaufschlagung dieser seitlichen Kraft verhält
sich die Stange wie eine einstückige Stange, wobei die
gegenseitige Abstützung der Abschnitte 61 und 71 die Rolle
eines Anschlages übernimmt, welcher das Ausfahren der
Stange verhindert, das heißt, das Ausrasten des Rohres 6
aus dem Rohr 7.
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Dagegen kann im Falle eines frontalen Aufpralls, welcher in
der Fig. 4A mit Hilfe der Pfeile A symbolisch angedeutet
ist, das Rohr 6 in das Innere des Rohres 7 eindringen, wie
dies in dieser Figur dargestellt ist.
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In der ersten Variante der Fig. 5, in der die
Verstärkungsstange mit der Bezugsnummer 5' gekennzeichnet
ist, besitzt das innere Rohr 6' an seinem Ende eine
doppelte Aufweitung, welche in das äußere Rohr 7'
eingesteckt ist.
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Eine erste Aufweitung 62' ist über eine stumpfkegelige Zone
61' mit dem Hauptabschnitt 60' des Rohres verbunden. Der
Abschnitt 62' besitzt wiederum einen erweiterten
Endabschnitt 63'.
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Dieser Abschnitt liegt über eine Auflagefläche 80 an der
inneren Wand des Abschnittes 70' des äußeren Rohres an.
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Der mit einem kleineren Durchmesser versehene Endabschnitt
72' des Rohres 7' liegt mit seiner Innenwand an der
Außenwand des Abschnittes 60' des Rohres 6' an, wodurch ein
zweiter Führungs- und Zentrierbereich gebildet wird.
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Die relativ kurzen aber untereinander im Abstand
angeordneten Bereiche 81 und 80 gewährleisten daher eine
gegenseitige korrekte Führung der beiden Rohre, was einer
einzigen und langen Auflagefläche entspricht.
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Ebenso wie in der Darstellung der Fig. 4, dienen die
aufgeweiteten Zonen 61' und 71' der beiden Rohre als
Anschläge, welche ein Ausfahren der Stange 5' verhindern.
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In der zweiten in der Fig. 6 dargestellten Variante besitzt
das innere Rohr 6" einen zylindrischen Hauptabschnitt 60",
dessen Endabschnitt die Form einer stumpfkegeligen
Aufweitung 61" hat.
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Das äußere Rohr 7" besitzt einen Hauptabschnitt 70",
welcher über eine stumpfkegelige Zone 71" mit einem
Endabschnitt 72" verbunden ist.
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Die Zentrierung der beiden Rohre erfolgt über eine
Auflagefläche 8", welche dem Kontaktbereich zwischen dem
Abschnitt 72" und dem Abschnitt 60" entspricht.
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Die stumpfkegeligen Zonen 61" und 71" bilden die Anschläge,
welche eine Ausdehnung dieser Teleskopstange 5" verhindern.
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Die teleskopische Bauart der erfindungsgemäßen
Verstärkungsstange ist ebenfalls von Vorteil in Bezug auf
die Montage. Tatsächlich kann es beim Einbau der Stange in
die Tür des Fahrzeuges von Vorteil sein, wenn sie verkürzt
werden kann, um sie zum Beispiel durch eine in der
Türfüllung vorgesehene Öffnung einzuführen. Anschließend
kann man sie korrekt positionieren und sie entsprechend
verlängern, damit sie an den beiden gegenüberliegenden
Kanten der Tür zur Anlage kommt und sie dann befestigen.
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Die erfindungsgemäße Türverstärkung muß nicht unbedingt aus
einer Teleskopstange bestehen. Sie kann auch aus zwei
Elementen hergestellt werden, welche aus einem Teil
bestehen, der bei einer Kompression in Längsrichtung leicht
verformbar oder verbiegbar ist, wobei der Zusammenbau
jedoch eine erhöhte Festigkeit gegen Verbiegungen in
seitlicher Richtung besitzt.