EP3817935A1 - Türbrüstungsrohr für ein kraftfahrzeug, fahrzeugtür und kraftfahrzeug - Google Patents

Türbrüstungsrohr für ein kraftfahrzeug, fahrzeugtür und kraftfahrzeug

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Publication number
EP3817935A1
EP3817935A1 EP19737063.8A EP19737063A EP3817935A1 EP 3817935 A1 EP3817935 A1 EP 3817935A1 EP 19737063 A EP19737063 A EP 19737063A EP 3817935 A1 EP3817935 A1 EP 3817935A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
door
tube
plastic
vehicle
motor vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19737063.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helge Herten
Volker Hohm
Tobias Ströhlein
Kirno BORNEMANN
Philipp HÖRMANN
Frederic Dr. FLÜGGEN
Joachim SCHÜTZ
Thomas Ellinghaus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Publication of EP3817935A1 publication Critical patent/EP3817935A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J5/00—Doors
    • B60J5/04—Doors arranged at the vehicle sides
    • B60J5/042—Reinforcement elements
    • B60J5/0422—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires
    • B60J5/0423—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires characterised by position in the lower door structure
    • B60J5/0426—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires characterised by position in the lower door structure the elements being arranged at the beltline
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    • B60J5/0458—Passive coupling of the reinforcement elements to the door or to the vehicle body
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    • B60J5/00—Doors
    • B60J5/04—Doors arranged at the vehicle sides
    • B60J5/042—Reinforcement elements
    • B60J5/0456—Behaviour during impact
    • B60J5/0462—Behaviour during impact the impact being a frontal impact

Definitions

  • the invention relates to a door sill tube for a motor vehicle, in particular for at least substantially horizontal installation in a vehicle door of the motor vehicle, with a fiber-reinforced plastic tube, into each of which one ends
  • Force introduction element is inserted in some areas, the force introduction elements being designed to be supported on body elements, in particular on an A, B or C pillar of the motor vehicle.
  • the invention relates to a vehicle door for a motor vehicle, which is pivotably mounted / storable on a body of the motor vehicle and has at least one door sill tube which extends at least substantially horizontally in the vehicle door.
  • the invention further relates to a motor vehicle with such a vehicle door.
  • Door sill pipes of the type mentioned at the outset are already known from the prior art.
  • Door sill tubes serve to protect the passenger compartment in the event of an accident in the direction of travel, in particular in the event of an accident with little lateral overlap.
  • the greatly increased application of force to the vehicle doors, in particular the front doors, in the event of an accident can lead to deformation of the interior, which can endanger the occupants.
  • the A pillar of the motor vehicle must therefore be able to transmit the force to the B pillar via a highly rigid geometry, without the vehicle door itself being affected.
  • support tubes of this type were previously made from high-strength or ultra-high-strength steels, it is now known to manufacture door sill tubes from a fiber-reinforced plastic.
  • WO 2017/148634 A1 discloses such a door sill tube made of a fiber-reinforced plastic.
  • the aforementioned publication proposes to use a force introduction element in each of the open ends of the plastic tube, which the secure support of the plastic pipe guaranteed on the body of the motor vehicle in the event of a crash and also allows simple and inexpensive manufacture of the door sill tube overall.
  • the invention has for its object to provide an improved door sill tube, which on the one hand meets the requirements during the use phase of the motor vehicle and on the other hand also in the body shell of the motor vehicle in the manufacture of the
  • fiber-reinforced plastic pipe is so temperature-resistant that it is constant
  • the plastic tube is a polyurethane-vinyl ester hybrid plastic, a
  • balustrade tube has epoxy resin plastic, a vinyl ester resin plastic and / or a phenolic resin plastic. Such plastics have a high temperature resistance and, together with the integrated fibers, meet all of the above requirements for the door sill tube.
  • the balustrade tube is preferred in addition to the standard one
  • Design for room temperature also designed for a temperature of 80 ° C to compensate for possible minor losses in mechanical properties and to ensure the function of the component in all application stations.
  • the door sill tube is designed in such a way that it can safely transmit a minimum taxi force even at temperatures of 80 ° C, which means that at room temperature the plastic tube is suitable for even higher ones
  • the fiber-reinforced plastic tube is manufactured by thermosetting pultrusion.
  • thermosetting pultrusion This is made possible in particular by the fact that the polyurethane-vinyl ester hybrid plastic, the epoxy resin plastic, the vinyl ester resin plastic and / or the phenolic resin plastic have additives which enable thermosetting pultrusion.
  • the Pultrusion process ensures timely and cost-effective production of the plastic pipe with the desired properties.
  • the force introduction elements are designed as plastic-molded aluminum parts.
  • the force introduction elements offer high rigidity and safety, and on the other hand, the plastic encapsulation allows an advantageous adaptation, in particular to the plastic tube, which ensures a secure fit of the respective force introduction element on the plastic tube.
  • the plastic of the plastic encapsulation is preferably a PA66 / GF30 plastic. This offers the advantage of good heat resistance and processability.
  • the force introduction elements are designed in such a way that they allow irreversible deformation in the event of an accident without losing their functionality.
  • they are designed to pierce the door trim in the event of a crash, so that they can be supported directly on the respective reinforcing structure of the body in the area of the A pillar and / or the B pillar.
  • the respective force introduction element preferably has a conical shape
  • Insert section which is inserted into the plastic tube and forms the interference fit.
  • the cone on the one hand facilitates assembly and on the other hand ensures that the force introduction element is securely seated in the plastic tube.
  • the vehicle door according to the invention with the features of claim 7 is characterized by the door sill tube according to the invention. This results in the advantages already mentioned.
  • the fiber-reinforced plastic tube is preferably held on a supporting structure of the side door.
  • the plastic tube is securely fastened in the door, in particular in a horizontal orientation which is suitable for absorbing forces acting horizontally.
  • the plastic tube is preferably screwed to the support structure. This ensures simple and safe assembly of the plastic tube on the support structure.
  • the plastic tube particularly preferably has at least one, in particular a plurality of screw openings on its jacket wall, which can be used for screwing the plastic tube to the support structure.
  • the assembly of the plastic pipe is therefore simple and inexpensive to carry out.
  • Cladding element of the side door are arranged. This ensures that the
  • the motor vehicle according to the invention with the features of claim 12 is characterized by the vehicle door according to the invention.
  • the motor vehicle has several such vehicle doors.
  • the motor vehicle has a plurality of body pillars, the force introduction elements being designed to be supported on the body pillars, in particular A pillar, B pillar or C pillar, in a horizontal direction in the event of an accident. This also results in the advantages already mentioned.
  • FIG. 1 shows a motor vehicle in a simplified side view
  • FIG. 2 shows a vehicle door of the motor vehicle in a simplified illustration
  • FIG. 3 shows a cross-sectional illustration of the motor vehicle in the area of the vehicle door
  • FIG. 4 shows a perspective sectional illustration of a door parapet tube of the vehicle door
  • Figure 5 is a cross-sectional view of the vehicle door and Figure 6 shows a force introduction element of the door sill tube in a perspective view.
  • FIG. 1 first shows a side view of a motor vehicle 1, in the present case merely as an example a passenger car, with a front and a rear vehicle door 2, 3 on both sides.
  • the invention is described below with reference to a front vehicle door 2.
  • Said front vehicle door 2 is arranged in a body side structure of a vehicle body 4 and is delimited to the front by an A pillar 5 and to the rear by a B pillar 6.
  • the vehicle door 2 is articulated on the B-pillar 5 by means of hinges (not shown in the drawing) which can be pivoted about a vertical axis (Z axis).
  • the longitudinal roof rails 7 and sills 8 of the motor vehicle 1 form a first and a second load path on both sides thereof in order to guide the collision forces to the rear of the vehicle in the event of a frontal crash event.
  • a rear vehicle door 3 is correspondingly delimited by the vehicle pillars B and C.
  • the B-pillar 6 thus replaces the A-pillar 5.
  • a third load path is also created on both sides of the motor vehicle 1 by means of an elongated door sill tube 9 functioning as a crash profile.
  • a door parapet tube 9 is arranged in the door interior 30 of the vehicle door 2 as a door side member.
  • the door parapet tube 9 extends in the interior 30 of the door in the closed state of the vehicle door 2 essentially in the main direction of travel 10 of the motor vehicle 1 or in FIG
  • the door interior 30 is delimited in FIG. 3 by a shell-shaped door inner sheet metal part 31 which, together with a rear door end face 32, defines a door inner face 33 ,
  • the inside door sheet metal part 31 is covered by an outside door sheet metal part 34.
  • the door parapet tube 9 extends approximately in a horizontal orientation and is fastened at connection points (not shown) within the vehicle door 2.
  • the vehicle door 2 with a gap distance is followed by the B-pillar 6 with a pillar reinforcing element 35 (only roughly indicated) positioned therein, which is enclosed by a sheet metal profile 36.
  • the door sill tube 9 is supported axially at one end via the door end face 32 and the sheet metal profile 36 on the B-pillar 6 and on the other end on the A-pillar 5 and thus allows the transmission of collision forces from the front of the vehicle towards the rear of the vehicle via this third load path.
  • the door sill tube 9 is formed by a fiber-reinforced plastic tube 24 with a polygonal or rectangular tube cross-section, as shown for example in FIG. 4, and according to a practical embodiment consists of a fiber-reinforced, for example glass or carbon fiber-reinforced plastic, in which the fibers or a semi-finished fiber is embedded in a plastic matrix.
  • the invention is not limited to the pipe cross section shown here, but also encompasses another polygonal or a round or rounded cross section.
  • a door parapet tube 9 with an open profile cross-section for example a U-profile cross-section, is also covered by the invention (not shown in the drawing).
  • the door parapet tube 9 each has an end face
  • Force introduction element 14, 15 is accordingly supported during the said frontal crash event by means of these force introduction elements 14, 15 on the relevant vehicle pillar 5, 6.
  • the fiber-reinforced plastic tube 24 has as a plastic a polyurethane-vinyl ester hybrid plastic, which enables processing in a thermosetting pultrusion by means of additives.
  • the fiber-reinforced plastic tube 24 has an epoxy resin plastic, a vinyl ester resin plastic and / or one Phenolic resin plastic. This ensures the geometric integrity of the door parapet tube 9 at temperatures up to 200 ° C for up to 30 minutes. This enables the body-in-white of the motor vehicle to be passed through a cathodic dip coat (KTL) and then passed through an oven for drying. Subsequent cooling below 80 ° C causes no damage to the matrix material or geometric deviations of the
  • plastic-coated aluminum end pieces an oversize fit respectively
  • a PA66 / GF30 plastic for example, which is preferred in the present case, fulfills these requirements for the plastic for the plastic encapsulation of the aluminum end pieces.
  • the force introduction elements 14, 15 are pressed into the plastic tube 24 to produce the interference fit.
  • Plastic tube 24 screwed to the support structure 13, as shown in a cross-sectional view in FIG. 5, for example.
  • the plastic tube 24 along its
  • the plastic tube 24 at several points along its
  • Force introduction elements 14, 15 optionally permanently attached to the fiber-reinforced plastic tube 24.
  • FIGS. 3 and 6 show a first embodiment variant of the force introduction elements 14, 15.
  • the force introduction element 14 is a force introduction element 14 that can be used for front and rear and the force introduction element 15 a force introduction element 15 specially designed for the B-pillar.
  • the respective force introduction element 14, 15 has in one piece a base body 16 and a peg-like plug-in section 17 which adjoins the same door sill pipe side, in particular at least sectionally conical.
  • the plug-in section 17 is received by the door sill tube 9 in this way by assembling the force-introducing element 14, 15 for receiving the plug-in section 17 by the force-introducing element 14 Opening 18 with preference
  • the insertion section 17 can also be inserted from the side into the same, preferably with a press fit (not shown in the drawing).
  • the insertion section 17 further preferably has a cross section which is complementary to the cross section of said opening 18, in accordance with this
  • Embodiment a rectangular cross section.
  • each force introduction element 14 15 has a free end face 19 on the body part side, by means of which, in the event of the aforementioned crash event, the base body 16 is assigned to the respective force introduction element 14, 15
  • Body pillar 5, 6 is supported indirectly or directly via an assigned side section 11, 12 of the support structure 13 of the vehicle door 2.
  • the base body 16 forms a baffle surface 20 surrounding the insertion section 17, by means of which the
  • Base body 16 rests on an end face 21 of the door parapet tube 9 and is supported on the same in the event of said crash event.
  • both the end faces 21 of the door sill tube 9 and the free end face 19 and the baffle surface 20 of the base body 16 extend orthogonally to the direction of force introduction, which ideally corresponds to the course of the door sill tube 9, in the present case in the vehicle longitudinal direction (X direction).
  • the same are preferably each formed by a metal insertion profile, which further preferably consists of a light metal, in particular aluminum or an aluminum alloy, which results in particular in weight savings combined with a high resistance to deformation.
  • the force introduction element 14, 15 can be formed by a door parapet tube 9 which is closed in cross section and has at least one perforation, as in the present exemplary embodiment, a full profile. The former alternative goes with further increased
  • Such a force introduction element 14, 15 is advantageously produced by a known and inexpensive extrusion process or
  • the force introduction element 14, 15 at least in the area of the pin-like insertion section 17, in the present case in the area of the whole
  • Force introduction element 14, 15 has an encapsulation 22 made of a plastic, preferably a thermoplastic. Said interference fit is effected via the choice of the material thickness of the plastic encapsulation 22. Furthermore, the plastic encapsulation 22 also compensates for any manufacturing-related tolerances in the
  • Plastic extrusion 22 with the interference fit to the plastic tube As a result, the manufacturing tolerances for the base body 16 can be more generous and the manufacturing can be simplified.
  • a web-like fixing and / or centering element 23 is formed on or in the region of the free end face 19 of the respective base body 16 in order to ensure secure fixing and / or centering of the relevant body in the event of a crash
  • This fixing and / or centering element 23 corresponds at least in the event of a crash to a receptacle 28 shown in FIG. 3 as a bolt opening on the relevant body pillar 5 and is positively received by the latter.
  • the receptacle 28 can be formed, for example, by an indentation or recess in the pillar reinforcing element 35 of the body pillar 5, 6 that is complementary in shape to the fixing and / or centering element 23.
  • it can also be provided and is accordingly also covered by the invention that only one such as a result of the forces acting in the door end face 32 and the sheet metal profile 36
  • Body pillar 5, 6 or vehicle door 2, 3 is formed, which can be caused, for example, by a material weakening in the relevant area of the door face 32 and the sheet metal profile 36.
  • the bolt opening in the door end face 32 and the sheet metal profile 36 does not represent a receptacle 28 in the true sense, since the sheet thickness and the sheet metal strength of the door end face 32 and the sheet metal profile 36 are too low.
  • the fixing element 23 is arranged off-center to the longitudinal axis of the base body 16 and of the door sill tube 9.
  • the fixing element 23 is displaced with respect to the longitudinal axis to the center of the vehicle.
  • the hollow profile 9 is arranged in a door interior 30.
  • the encapsulation 22 of the force introduction element 15 has been omitted in FIG. 3 for the sake of simplicity.
  • the pillar-side impact contour 27 has a receptacle 28 into which the fixing element 23 of the force introduction element 14, 15 can be moved in the event of a frontal crash in order to prevent the vehicle door 2 from sliding sideways to the outside of the vehicle.
  • the receptacle 28 is designed as a bolt opening in the column reinforcing element 35, into which the fixing element 23 engages in the manner of a bolt in a crash.
  • the pillar-side impact contour 27 is a side flank of the U-shaped pillar reinforcing element 35 that is inclined in the cross-sectional profile.
  • the fixing element 23 breaks through both the rear door end face 32 and the outer sheet metal profile 36 of the B-pillar 6 in the course of the crash and moves the fixing element 23 into the receptacle 28 in the column reinforcing element 35.
  • Force introduction element 14, 15 and the column reinforcement element 35 are brought into the above-mentioned force-transmitting connection with the interposition of the inner door sheet metal part 31 and the outer sheet profile 36, via which the collision forces can be introduced into the B-pillar 6.
  • the invention is not limited to this specifically described exemplary embodiment, but also captures a corresponding door parapet tube 9, which is inside a rear
  • Vehicle door 3 is arranged (not shown in the drawing).
  • the invention captures appropriately designed door parapet tubes 9, which are oriented as crash profiles not in the vehicle longitudinal direction (X direction), but in any other direction, in particular with respect to a side crash event also in the vehicle transverse direction (Y direction) and preferably outside a vehicle door 2, 3 at a suitable location in the vehicle body 4 (not shown in the drawing).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Türbrüstungsrohr (9) für ein Kraftfahrzeug (1), insbesondere zum zumindest im Wesentlichen horizontalen Einbau in einer Fahrzeugtür (2) des Kraftfahrzeugs (1), mit einem faserverstärkten Kunststoffrohr (24), in welches an jedem Ende jeweils ein Krafteinleitungselement (14, 15) bereichsweise eingesteckt ist, wobei die Krafteinleitungselemente (14, 15) dazu ausgebildet sind, sich in Karosserieelementen, insbesondere an einer A-, B- oder C-Säule des Kraftfahrzeugs (1) abzustützen. Es ist vorgesehen, dass das Kunststoffrohr (24) einen Polyurethan-Vinylester-Hybridkunststoff, einen Epoxidharz-Kunststoff, einen Vinylesterharz-Kunststoff und/oder einen Phenolharz-Kunststoff aufweist.

Description

Beschreibung
Türbrüstungsrohr für ein Kraftfahrzeug, Fahrzeugtür und Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Türbrüstungsrohr für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zum zumindest im Wesentlichen horizontalen Einbau in einer Fahrzeugtür des Kraftfahrzeugs, mit einem faserverstärkten Kunststoffrohr, in welches an jedem seiner Enden jeweils ein
Krafteinleitungselement bereichsweise eingesteckt ist, wobei die Krafteinleitungselemente dazu ausgebildet sind, sich an Karosserieelementen, insbesondere an einer A-, B- oder C-Säule des Kraftfahrzeugs, abzustützen.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Fahrzeugtür für ein Kraftfahrzeug, die an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs verschwenkbar gelagert/lagerbar ist und wenigstens ein Türbrüstungsrohr aufweist, das sich zumindest im Wesentlichen horizontal in der Fahrzeugtür erstreckt.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Fahrzeugtür.
Aus dem Stand der Technik sind Türbrüstungsrohre der eingangs genannten Art bereits bekannt. Türbrüstungsrohre dienen dazu, bei einem Unfall in Fahrtrichtung, insbesondere bei einem Unfall mit geringer seitlicher Überdeckung, die Fahrgastzelle zu schützen. Die stark erhöhte Krafteinleitung beim Unfall auf die Fahrzeugtüren, insbesondere die Vordertüren, kann zu einer Verformung des Innenraums führen, welche die Insassen gefährden kann. Die A-Säule des Kraftfahrzeugs muss daher die Kraft über eine hochsteife Geometrie auf die B-Säule übertragen können, ohne dass die Fahrzeugtür selbst in Mitleidenschaft gezogen wird. Hierzu ist es bekannt, Kollisionskräfte von der A-Säule des Kraftfahrzeugs durch ein in der Seitentür zwischen A- und B-Säule liegendes faserverstärktes Kunststoff rohr in die B-Säule einzuleiten beziehungsweise zu übertragen. Während früher derartige Stützrohre aus hoch oder höchstfesten Stählen gefertigt wurden, ist es mittlerweile bekannt, Türbrüstungsrohre aus einem faserverstärkten Kunststoff zu fertigen.
So offenbart beispielsweise die Offenlegungsschrift WO 2017/148634 A1 ein derartiges Türbrüstungsrohr aus einem faserverstärkten Kunststoff. Um bei derartigen Türbrüstungsrohren eine vorteilhafte Krafteinleitung in das faserverstärkter Kunststoff rohr sowie in die Karosserie des Kraftfahrzeugs, insbesondere A-Säule oder B-Säule, zu gewährleisten, wird in der genannten Offenlegungsschrift vorgeschlagen, in die offenen Enden des Kunststoffrohrs jeweils ein Krafteinleitungselement einzusetzen, welches die sichere Abstützung des Kunststoffrohrs an der Karosserie des Kraftfahrzeugs im Crash-Fall gewährleistet und außerdem eine einfache und kostengünstige Herstellung des Türbrüstungsrohrs insgesamt ermöglicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Türbrüstungsrohr zu schaffen, das einerseits den Anforderungen während der Nutzungsphase des Kraftfahrzeugs gerecht wird und andererseits auch in den Rohbau des Kraftfahrzeugs bei der Herstellung des
Kraftfahrzeugs vorteilhaft eingliederbar ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein Türbrüstungsrohr mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dieses hat den Vorteil, dass das verwendete
faserverstärkte Kunststoffrohr derart temperaturbeständig ist, dass es konstante
Materialkennwerte, insbesondere in einem Temperaturbereich von -40°C bis 80°C aufweist, sodass die geometrische Integrität des Türbrüstungsrohrs auch bei hohen Temperaturen von bis zu 200°C über eine Mindestzeitdauer von insbesondere 30 Minuten hinweg gewährleistet ist. Dadurch ist es möglich, die Rohkarosse des Kraftfahrzeugs zusammen mit dem bereits darin angeordneten Türbrüstungsrohr durch eine Kathodische-Tauchbad-Lackierung und anschließend durch einen Ofen-Trocknungsprozess zu führen, ohne dass sich die
geometrischen oder materialtechnischen Eigenschaften des Türbrüstungsrohrs über einen kritischen Wert hinaus verändern. Dadurch ist es möglich, das Türbrüstungsrohr bereits in die Rohkarosse des Kraftfahrzeugs integrieren, wodurch eine vorteilhafte Integration des
Türbrüstungsrohrs in die Montagelinie ermöglicht ist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass das Kunststoff rohr einen Polyurethan-Vinylester-Hybridkunststoff, einen
Epoxidharz-Kunststoff, einen Vinylesterharz-Kunststoff und/oder einen Phenolharz-Kunststoff aufweist. Derartige Kunststoffe weisen eine hohe Temperaturbeständigkeit auf und erfüllen zusammen mit den integrierten Fasern sämtliche zuvor genannte Anforderungen an das Türbrüstungsrohr. Bevorzugt wird das Türbrüstungsrohr neben der standardmäßigen
Auslegung für Raumtemperatur auch für eine Temperatur von 80°C ausgelegt, um mögliche, geringe Einbußen mechanischer Eigenschaften zu kompensieren und die Funktion des Bauteils in allen Einsatzstationen zu gewährleisten. So ist das Türbrüstungsrohr insbesondere derart ausgelegt, dass es auch bei Temperaturen von 80°C eine Mindestaxialkraft sicher übertragen kann, wodurch bei Raumtemperatur das Kunststoff rohr dazu geeignet ist, noch höhere
Axialkräfte zu übertragen. Dadurch wird die Betriebssicherheit des Türbrüstungsrohrs optimiert.
Insbesondere ist das faserverstärkte Kunststoffrohr durch duroplastische Pultrusion hergestellt. Dies ist insbesondere dadurch ermöglicht, dass der Polyurethan-Vinylester-Hybridkunststoff, der Epoxidharz-Kunststoff, der Vinylesterharz-Kunststoff und/oder der Phenolharz-Kunststoff Additive aufweist, welche die duroplastische Pultrusion ermöglichen. Durch das Pultrusionsverfahren ist eine zeitnahe und kostengünstige Fertigung des Kunststoffrohrs mit den gewünschten Eigenschaften gewährleistet.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Krafteinleitungselemente als kunststoffumspritzte Aluminiumteile ausgebildet sind. Dadurch bieten die Krafteinleitungselemente einerseits eine hohe Steifigkeit und Sicherheit, und andererseits erlaubt die Kunststoffumspritzung eine vorteilhafte Anpassung insbesondere an das Kunststoff rohr, die einen sicheren Sitz des jeweiligen Krafteinleitungselements an dem Kunststoffrohr gewährleistet.
Bevorzugt ist der Kunststoff der Kunststoffumspritzung ein PA66/GF30-Kunststoff. Dieser bietet den Vorteil einer guten Wärmebeständigkeit und Verarbeitbarkeit.
Insbesondere sind die Krafteinleitungselemente derart ausgebildet, dass sie eine irreversible Verformung bei einem Unfall erlauben, ohne ihre Funktionsfähigkeit zu verlieren. Insbesondere sind sie dazu ausgebildet, bei einem Crash-Fall die Türverkleidung zu durchstoßen, sodass sie sich direkt an der jeweiligen Verstärkungsstruktur der Karosserie im Bereich der A-Säule und/oder der B-Säule abstützen können.
Bevorzugt ist zwischen den Krafteinleitungselementen und dem Kunststoffrohr eine
Presspassung ausgebildet. Dadurch ist ein sicherer Halt der Krafteinleitungselemente an den Kunststoff gewährleistet. Besonders bevorzugt erfolgt die Presspassung zwischen der
Kunststoffumspritzung der Krafteinleitungselemente und dem Kunststoffrohr. Dadurch kann insbesondere das Aluminiumteil mit größeren Toleranzen versehen sein, während enge Toleranzen durch die Kunststoffverspritzung präzise darstellbar sind.
Vorzugsweise weist das jeweilige Krafteinleitungselement einen konusförmigen
Einsteckabschnitt auf, der an das Kunststoffrohr eingesteckt ist und die Presspassung bildet. Durch den Konus wird zum einen die Montage erleichtert und zum anderen ein sicherer Sitz des Krafteinleitungselements in dem Kunststoffrohr dauerhaft gewährleistet.
Die erfindungsgemäße Fahrzeugtür mit den Merkmalen des Anspruchs 7 zeichnet sich durch das erfindungsgemäße Türbrüstungsrohr aus. Es ergeben sich dadurch die bereits genannten Vorteile.
Vorzugsweise ist das faserverstärkte Kunststoff rohr an einer Tragstruktur der Seitentür gehalten. Dadurch ist das Kunststoff rohr sicher in der Tür befestigt, insbesondere in einer horizontalen Ausrichtung, die zur Aufnahme horizontal wirkender Kräfte geeignet ist. Vorzugsweise ist das Kunststoffrohr an der Tragstruktur verschraubt. Dadurch ist eine einfache und sichere Montage des Kunststoffrohrs an der Tragstruktur gewährleistet.
Besonders bevorzugt weist dazu das Kunststoffrohr an seiner Mantelwand zumindest eine, insbesondere mehrere Schraubenöffnungen auf, welche zum Verschrauben des Kunststoffrohrs an der Tragstruktur genutzt werden können. Die Montage des Kunststoffrohrs ist dadurch einfach und kostengünstig durchführbar.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Krafteinleitungselemente nur an dem
faserverstärkten Kunststoff vorbefestigt und insbesondere beabstandet zu einem
Verkleidungselement der Seitentür angeordnet sind. Dadurch ist sichergestellt, dass die
Funktion der Krafteinleitungselemente erst dann zum Tragen kommt, wenn die Karosserie des Kraftfahrzeugs verformt wird. Bis dahin liegen die Krafteinleitungselemente insbesondere versteckt innerhalb der Verkleidung der Seitentür und durchstoßen diese erst bei einem Unfall, wenn die Kräfte horizontal durch das Kunststoffrohr übertragen werden.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 12 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Fahrzeugtür aus. Insbesondere weist das Kraftfahrzeug mehrere derartiger Fahrzeugtüren auf. Es ergeben sich die bereits genannten Vorteile.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug mehrere Karosseriesäulen aufweist, wobei die Krafteinleitungselemente dazu ausgebildet sind, sich bei einem Unfall an die Karosseriesäulen, insbesondere A-Säule, B-Säule oder C-Säule in horizontaler Richtung abzustützen. Es ergeben sich auch dadurch die bereits zuvor genannten Vorteile.
Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
Figur 1 ein Kraftfahrzeug in einer vereinfachten Seitenansicht,
Figur 2 eine Fahrzeugtür des Kraftfahrzeugs in einer vereinfachten Darstellung,
Figur 3 eine Querschnittsdarstellung des Kraftfahrzeugs im Bereich der Fahrzeugtür,
Figur 4 eine perspektivische Schnittdarstellung eines Türbrüstungsrohrs der Fahrzeugtür,
Figur 5 eine Querschnittsdarstellung der Fahrzeugtür und Figur 6 ein Krafteinleitungselement des Türbrüstungsrohrs in einer perspektivischen Darstellung.
Figur 1 zeigt zunächst ein Kraftfahrzeug 1 in einer Seitenansicht, vorliegend lediglich beispielgebend einen Personenkraftwagen, mit beidseitig je einer vorderen und einer hinteren Fahrzeugtür 2, 3. Die Erfindung wird nachfolgend weiter anhand einer vorderen Fahrzeugtür 2 beschrieben. Die besagte vordere Fahrzeugtür 2 ist in einer Karosserie-Seitenstruktur einer Fahrzeugkarosserie 4 angeordnet und nach Fahrzeug-vorn von einer A-Säule 5, und nach Fahrzeug-hinten von einer B-Säule 6 begrenzt. Die Fahrzeugtür 2 ist mittels nicht zeichnerisch dargestellter Scharniere um eine Hochachse (Z-Achse) schwenkbar an der B-Säule 5 angelenkt. Die Dachlängsträger 7 und Schweller 8 des Kraftfahrzeugs 1 bilden beidseitig desselben einen ersten und einen zweiten Lastpfad aus, um im Falle eines Frontal- Crashereignisses die Kollisionskräfte nach Fahrzeug-hinten zu leiten. Eine hintere Fahrzeugtür 3 ist entsprechend durch die Fahrzeugsäulen B und C begrenzt. Die B-Säule 6 ersetzt somit die A-Säule 5. Entsprechendes gilt für die C-Säule.
Im Hinblick auf Figur 2 ist darüber hinaus beidseitig des Kraftfahrzeugs 1 mittels eines als Crashprofil fungierenden langgestreckten Türbrüstungsrohrs 9 je ein dritter Lastpfad geschaffen.
Wie aus Figur 2 und Figur 3 weiter hervorgeht, ist im Türinnenraum 30 der Fahrzeugtür 2 ein Türbrüstungsrohr 9 als ein Tür-Längsträger angeordnet. Mit anderen Worten erstreckt sich das Türbrüstungsrohr 9 im Türinnenraum 30 im geschlossenen Zustand der Fahrzeugtür 2 im Wesentlichen in Hauptfahrrichtung 10 des Kraftfahrzeugs 1 respektive in
Fahrzeuglängsrichtung (X-Richtung) zwischen den Tür-Stirnseiten 32 der Tragstruktur 13 der Fahrzeugtür 2. Der Türinnenraum 30 ist in der Figur 3 durch ein schalenförmiges Türinnen- Blechteil 31 begrenzt der zusammen mit einer hinteren Tür-Stirnseite 32 eine Tür-Innenseite 33 definiert. Das Türinnen-Blechteil 31 ist durch ein fahrzeugäußeres Türaußen-Blechteil 34 überdeckt. Das Türbrüstungsrohr 9 erstreckt sich in etwa in horizontaler Ausrichtung und ist an nicht gezeigten Anbindungsstellen innerhalb der Fahrzeugtür 2 befestigt. Im weiteren Verlauf entlang der Fahrzeuglängsrichtung x nach hinten schließt sich an die Fahrzeugtür 2 mit einem Spaltabstand die B-Säule 6 mit einem darin (nur grob angedeuteten) positionierten Säulen- Verstärkungselement 35 an, das von einem Blechprofil 36 umschlossen ist. Im Falle des besagten Frontal-Crashereignisses stützt sich das Türbrüstungsrohr 9 axial einenends über die Tür-Stirnseite 32 und das Blechprofil 36 an der B-Säule 6 und anderenends an der A-Säule 5 ab und erlaubt so die Übertragung von Kollisionskräften von Fahrzeug-vorn nach Fahrzeug- hinten über diesen gebildeten dritten Lastpfad. Das Türbrüstungsrohr 9 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch ein faserverstärktes Kunststoffrohr 24 mit polygonalem respektive rechteckigem Rohrquerschnitt gebildet, wie beispielsweise in Figur 4 gezeigt und besteht gemäß einer praxisnahen Ausführungsform aus einem faserverstärkten, beispielsweise glas- oder kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff, bei dem die Fasern bzw. ein Faserhalbzeug in einer Kunststoff matrix eingebettet ist. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf den vorliegend gezeigten Rohrquerschnitt, sondern erfasst auch einen anderen polygonalen oder einen Rund- oder gerundeten Querschnitt. Darüber hinaus auch ein Türbrüstungsrohr 9 mit einem offenen Profilquerschnitt, beispielsweise einem U-Profilquerschnitt, durch die Erfindung mit erfasst (nicht zeichnerisch dargestellt). Wie der Figur 2 weiter zu entnehmen ist, weist das Türbrüstungsrohr 9 stirnseitig je ein
Krafteinleitungselement 14, 15 auf und ist demgemäß während des besagten Frontal- Crashereignisses unter Vermittlung dieser Krafteinleitungselemente 14, 15 an der betreffenden Fahrzeugsäule 5, 6 abgestützt.
Das faserverstärkte Kunststoff rohr 24 weist als Kunststoff einen Polyurethan-Vinylester- Hybridkunststoff auf, der durch Additive eine Verarbeitung in einer duroplastischen Pultrusion ermöglicht Alternativ oder zusätzlich weist das faserverstärkte Kunststoff rohr 24 als Kunststoff einen Epoxidharz-Kunststoff, einen Vinylesterharz-Kunststoff und/oder einen Phenolharz- Kunststoff auf. Dieser gewährleistet die geometrische Integrität des Türbrüstungsrohrs 9 bei Temperaturen bis 200°C für bis zu 30 min. Dies ermöglicht die Durchfahrt der Rohkarosse des Kraftfahrzeugs durch eine Kathodische-Tauchbart-Lackierung (KTL) und eine anschließende Durchfahrt durch einen Ofen zur Trocknung. Bei anschließender Kühlung unter 80°C erfolgen keine Schädigungen des Matrixwerkstoffs oder geometrische Abweichungen des
Türbrüstungsrohrs 9 und die mechanischen Kennwerte sind vor und nach der 30 minütigen Temperaturbelastung während der Trocknung nahezu unverändert. Dadurch ist die Montage des Türbrüstungsrohrs 9 noch vor dem Durchlauf der Kathodischen-Tauchbart-Lackierung in die Karosserie integrierbar, was den Fertigungsprozess insgesamt erleichtert. Gleichzeitig erfüllt das Kunststoff rohr 24 die Bedingungen an die mechanische Stabilität und Steifigkeit, die es für den Crashfall benötigt.
Ähnlich verhält es sich bevorzugt auch mit der Auswahl des Kunststoffs für die
kunststoffumspritzten Aluminiumendstücke beziehungsweise Grundkörper 16 der
Krafteinleitungselemente 14, 15, die untenstehend näher erörtert werden. Diese ermöglicht im Zusammenbau des Türbrüstungsrohrs 9 aus faserverstärktem Kunststoff inklusive
kunststoffumspritzter Aluminiumendstücke eine Übermaßpassung beziehungsweise
Presspassung zwischen den Krafteinleitungselementen 14, 15 und dem Kunststoffrohr 24 aus faserverstärktem Kunststoff. Die Übermaßpassung bleibt über das Bauteil temperaturstabil, zumindest zwischen -40°C und 80°C und auch für mindestens 30 min bei 200°C. Der Festsitz der kunststoffumspritzten Krafteinleitungselemente 14, 15 ist damit dauerhaft gewährleistet.
Diese Anforderungen an den Kunststoff für die Kunststoffumspritzung der Aluminiumendstücke erfüllt beispielsweise ein PA66/GF30- Kunststoff, der vorliegend bevorzugt verwendet ist.
Bei der Montage werden die Krafteinleitungselemente 14, 15 in das Kunststoffrohr 24 unter Herstellung der Übermaßpassung eingepresst. Vorher oder anschließend wird das
Kunststoffrohr 24 an der Tragstruktur 13 verschraubt, wie beispielsweise in Figur 5 in einer Querschnittsdarstellung gezeigt. Dazu weist das Kunststoff rohr 24 entlang seiner
Längserstreckung mehrere Schraubenöffnungen 25 auf, die entweder mit einem Innengewinde 29 versehen sind, oder welchen jeweils eine Schraubenmutter auf der Rückseite oder
Innenseite des Kunststoffrohrs 24 zugeordnet ist, sodass das Kunststoffrohr 24 einfach von außen durch die Tragstruktur 13 hindurch mittels Schrauben 26 festschraubbar ist.
Zweckmäßigerweise ist das Kunststoff rohr 24 an mehreren Stellen entlang seiner
Längserstreckung an der Tragstruktur 13 verschraubt. Insbesondere werden vier
Schraubenstellen vorgesehen. Mit zwei weiteren Bohrschrauben werden die
Krafteinleitungselemente 14, 15 optional an dem faserverstärkten Kunststoff rohr 24 dauerhaft befestigt.
Zur gleichförmigen Lasteinleitung sind irreversible Verformungen der Krafteinleitungselemente 14, 15 zugelassen. Eine globale Verformung des Türbrüstungsrohrs 9 jedoch nicht.
Figur 3 und 6 zeigen eine erste Ausgestaltungsvariante der Krafteinleitungselemente 14, 15. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich in Fahrzeuglängsrichtung (X-Richtung) gesehen bei dem Krafteinleitungselement 14 um ein Krafteinleitungselement 14 das für vorne und hinten verwendet werden kann und bei dem Krafteinleitungselement 15 um ein speziell für die B-Säule konzipiertes Krafteinleitungselement 15.
Das jeweilige Krafteinleitungselement 14, 15 weist einstückig einen Grundkörper 16 sowie einen sich an denselben Türbrüstungsrohrseitig anschließenden zapfenartigen, insbesondere zumindest abschnittsweise konusförmigen Einsteckabschnitt 17 auf. Der Einsteckabschnitt 17 ist im Hinblick auf Figur 3 im Zusammenbau mit dem Türbrüstungsrohr 9 von diesem aufgenommen, indem während der Montage des Krafteinleitungselements 14, 15 zur Aufnahme des Einsteckabschnitt 17 das Krafteinleitungselement 14. 15 mit seinem Einsteckabschnitt 17 voran stirnseitig des Türbrüstungsrohrs 9 in dessen axiale Öffnung 18 mit bevorzugt
Presspassung gefügt respektive gesteckt wird. Ist demgegenüber ein offenes Profil
(Türbrüstungsrohr 9) vorgesehen, kann das Krafteinleitungselement 14, 15 mit seinem Einsteckabschnitt 17 auch von der Seite in dasselbe bevorzugt mit Presspassung eingelegt sein (nicht zeichnerisch dargestellt). Weiter bevorzugt weist der Einsteckabschnitt 17 einen zum Querschnitt der besagten Öffnung 18 formkomplementären Querschnitt, gemäß diesem
Ausführungsbeispiel einen Rechteckquerschnitt auf.
Der Grundkörper 16 eines jeden Krafteinleitungselements 14. 15 weist karosserieteilseitig eine freie Stirnseite 19 auf, vermittels derer im Falle des besagten Crashereignisses sich der Grundkörper 16 am dem jeweiligen Krafteinleitungselement 14, 15 zugeordneten
Karosseriesäule 5, 6 mittelbar über einen zugeordneten Seitenabschnitt 1 1 , 12 der Tragstruktur 13 der Fahrzeugtür 2 oder unmittelbar abstützt. Türbrüstungsrohrseitig bildet der Grundkörper 16 eine den Einsteckabschnitt 17 umgebende Prallfläche 20 aus, vermittels derer der
Grundkörper 16 an einer Stirnfläche 21 des Türbrüstungsrohrs 9 anliegt und sich im Falle des besagten Crashereignisses an derselben abstützt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel erstrecken sich sowohl die Stirnflächen 21 des Türbrüstungsrohrs 9 als auch die freie Stirnseite 19 und die Prallfläche 20 des Grundkörpers 16 orthogonal zur Krafteinleitungsrichtung, welche idealisiert dem Verlauf des Türbrüstungsrohrs 9, vorliegend in Fahrzeuglängsrichtung (X- Richtung) entspricht.
Gemäß dieser ersten Ausführungsvariante der Krafteinleitungselemente 14, 15 sind dieselben bevorzugt jeweils durch ein Metall-Einsteckprofil gebildet, welches weiter bevorzugt aus einem Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht, woraus insbesondere Gewichtseinsparungen kombiniert mit einer hohen Verformungsfestigkeit resultieren. Das Krafteinleitungselement 14, 15 kann durch ein im Querschnitt geschlossenes Türbrüstungsrohr 9 mit zumindest einer Lochung, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, ein Vollprofil gebildet sein. Die erstgenannte Alternative geht mit weiter erhöhter
Gewichtseinsparung einher. Vorteilhaft ist ein derartiges Krafteinleitungselement 14, 15 nach einem an sich bekannten und kostengünstigen Strangpressverfahren hergestellt bzw.
herstellbar.
Um im Hinblick auf eine variable Materialwahl für das Türbrüstungsrohr 9 unterschiedlichen materialabhängigen, thermische Längen- und/oder Volumenänderungen gerecht werden zu können, ist bevorzugt vorgesehen, dass das Krafteinleitungselement 14, 15 zumindest im Bereich des zapfenartigen Einsteckabschnitts 17, vorliegend im Bereich des gesamten
Krafteinleitungselements 14, 15 eine Umspritzung 22 aus einem Kunststoff, bevorzugt einem thermoplastischen Kunststoff, aufweist. Über die Wahl der Materialdicke der Kunststoff- Umspritzung 22 ist besagte Presspassung bewirkt. Des Weiteren übernimmt die Kunststoff- Umspritzung 22 auch den Ausgleich etwaiger herstellungsbedingter Toleranzen im
Krafteinleitungselement 14, 15 und Türbrüstungsrohr 9 und schont das Türbrüstungsrohr 9 vor Beschädigung beim Einbringen des zapfenartigen Einsteckabschnitts 17 des
Krafteinleitungselements 14, 15 in das Türbrüstungsrohr 9. Insbesondere bildet die
Kunststoffumspritzung 22 die Übermaßpassung zu dem Kunststoff rohr mit. Dadurch können die Fertigungstoleranzen für den Grundkörper 16 großzügiger ausfallen und die Fertigung vereinfacht werden.
Wie den Figuren 3 und 6 weiter zu entnehmen ist, ist an bzw. im Bereich der freien Stirnseite 19 des jeweiligen Grundkörpers 16 ein stegartiges Fixier- und/oder Zentrierelement 23 ausgebildet, um im Crashfall eine sichere Fixierung und/oder Zentrierung des betreffenden
Krafteinleitungselements 14 an der zugeordneten Karosseriesäule 5 zu bewirken. Dieses Fixier- und/oder Zentrierelement 23 korrespondiert zumindest im Crashfall mit einer in Fig. 3 dargestellten Aufnahme 28 als Bolzenöffnung an der betreffenden Karosseriesäule 5 und ist von demselben formschlüssig aufgenommen. Die Aufnahme 28 kann beispielsweise durch eine zum Fixier- und/oder Zentrierelement 23 formkomplementäre Eindellung bzw. Ausnehmung in dem Säulenverstärkungselement 35 der Karosseriesäule 5, 6 gebildet sein. Weiterhin kann auch vorgesehen sein und ist demgemäß durch die Erfindung ebenfalls mit erfasst, dass infolge der wirkende Kräfte in die Tür-Stirnseite 32 und das Blechprofil 36 erst eine derartige
Bolzenöffnung durch beispielsweise Austanzen einer Kontaktfläche der betreffenden
Karosseriesäule 5, 6 bzw. Fahrzeugtür 2, 3 ausgebildet wird, welche beispielsweise durch eine Materialschwächung im relevanten Bereich der Tür-Stirnseite 32 und des Blechprofil 36 bewirkt werden kann. Die Bolzenöffnung in der Tür-Stirnseite 32 und dem Blechprofil 36 stellt aber keine Aufnahme 28 im eigentlichen Sinne dar, da die Blechstärke und die Blechfestigkeit der Tür-Stirnseite 32 und des Blechprofils 36 zu gering sind.
Das Fixierelement 23 ist dabei, wie aus Figur 3 erkennbar, außermittig zur Längsachse des Grundkörpers 16 und des Türbrüstungsrohrs 9 angeordnet. Dabei ist das Fixierelement 23 bezogen auf die Längsachse zur Fahrzeugmitte verschoben. Weiterhin ist aus Figur 3 erkennbar, dass das Hohlfprofil 9 in einem Türinnenraum 30 angeordnet ist. Die Umspritzung 22 des Krafteinleitungselementes 15 ist in der Figur 3 der Einfachheit halber weggelassen worden.
Wie aus der Figur 3 weiter hervorgeht, weist die säulenseitige Prallkontur 27 eine Aufnahme 28 auf, in die das Fixierelement 23 des Krafteinleitungselementes 14, 15 im Frontalcrashfall einfahrbar ist, um ein seitliches Abgleiten der Fahrzeugtür 2 nach fahrzeugaußen zu verhindern. Konkret ist die Aufnahme 28 als Bolzenöffnung im Säulenverstärkungselement 35 ausgebildet in die das Fixierelement 23 in der Art eines Bolzens im Crash eingreift. Gemäß der Fig. 3 ist die säulenseitige Prallkontur 27 eine im Querschnittsprofil schräg gestellte Seitenflanke des U- profilförmigen Säulen-Verstärkungselementes 35. Nachfolgend wird anhand der Figur 3 die Funktionsweise des Krafteinleitungselementes 14, 15 im Zusammenspiel mit der Aufnahme (Bolzenöffnung) 28 im Säulen-Verstärkungselement 35 beschrieben, und zwar bei einem Frontalcrash mit geringer seitlicher Überlappung. In diesem Fall erfolgt die Fahrzeugkollision mit geringer Überlappung in der Fahrzeugquerrichtung y seitlich außerhalb des entsprechenden Karosserie- Längsträgers, wodurch die Felge des Fahrzeug-Vorderrads, wie in Figur 1 gezeigt, gegen die A-Säule 5 gedrückt wird, im weiteren Crashverlauf kommen das Krafteinleitungselement 14, 15 der Fahrzeugtür 2 und die im zugewandte Prallkontur 27 der B-Säule 6 in eine kraftübertragende Verbindung, wodurch sich ein seitlicher Lastpfad ergibt, entlang dem die Kollisionskräfte über das Türbrüstungsrohr 9 zur B-Säule 6 übertragen werden.
Wie aus der Figur 3 hervorgeht, durchbricht das Fixierelement 23 im Crashverlauf sowohl die hintere Tür-Stirnseite 32 als auch das äußere Blechprofil 36 der B-Säule 6 und fährt das Fixierelement 23 in die Aufnahme 28 im Säulen-Verstärkungselement 35 ein. Das
Krafteinleitungselement 14, 15 sowie das Säulen-Verstärkungselementes 35 werden dabei unter Zwischenlage des Türinnen-Blechteils 31 und des äußeren Blechprofils 36 in die oben erwähnte kraftübertragende Verbindung gebracht, über die die Kollisionskräfte in die B-Säule 6 einleitbar sind.
Diese kann unmittelbar durch Bearbeitung bzw. Ausbildung des Einsteckabschnitts 17 oder ebenfalls durch eine Kunststoff-Umspritzung 22 (nicht zeichnerisch dargestellt) bewirkt sein. Was ein gemäß der ersten Ausgestaltungsvariante favorisierte Fixier- und/oder Zentrierelement 23 anbelangt, scheint dieses hier entbehrlich, kann jedoch dennoch aufgrund bestimmter Umstände vorgesehen sein/werden und ist demgemäß auch in diesem Fall durch die Erfindung mit erfasst (nicht zeichnerisch dargestellt).
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen auf ein mit
Krafteinleitungselementen 14, 15 ausgestattetes Türbrüstungsrohr 9 als Crashprofil ab, welches besagten dritten Lastpfad ausbildend sich in Fahrzeuglängsrichtung (X-Richtung) erstreckt und innerhalb des Rohbaus einer vorderen Fahrzeugtür 2 angeordnet ist/wird. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf dieses konkret beschriebene Ausführungsbeispiel, sondern erfasst auch ein entsprechendes Türbrüstungsrohr 9, welches innerhalb einer hinteren
Fahrzeugtür 3 angeordnet ist (nicht zeichnerisch dargestellt). Darüber hinaus erfasst die Erfindung entsprechend ausgebildete Türbrüstungsrohre 9, welche als Crashprofile nicht in Fahrzeuglängsrichtung (X-Richtung), sondern in jeglicher anderen Richtung, insbesondere im Hinblick auf ein Seitencrashereignis auch in Fahrzeugquerrichtung (Y-Richtung) orientiert sind und bevorzugt außerhalb einer Fahrzeugtür 2, 3 an geeigneter Stelle in der Fahrzeugkarosserie 4 angebracht sind (nicht zeichnerisch dargestellt).
Bezugszeichenliste Kraftfahrzeug
Fahrzeugtür
Fahrzeugtür
Fahrzeugkarosserie
A-Säule
B-Säule
Dachlängsträger
Schweller
Türbrüstungsrohr
Hauptfahrrichtung
Seitenabschnitt
Seitenabschnitt
Tragstruktur
Krafteinleitungselement
Krafteinleitungselement
Grundkörper
Einsteckabschnitt
Öffnung
Stirnseite
Prallfläche
Stirnfläche
Umspritzung
Zentrierelement
Kunststoffrohr
Schraubenöffnung
Schraube
Prallkontur
Aufnahme
Innengewinde
Türinnenraum
Blechteil
Tür-Stirnseite
Tür-Innenseite
Türaußen-Blechteil 35 Verstärkungselement
36 Blechprofil

Claims

Patentansprüche
1. Türbrüstungsrohr (9) für ein Kraftfahrzeug (1 ), insbesondere zum zumindest im
Wesentlichen horizontalen Einbau in einer Fahrzeugtür (2) des Kraftfahrzeugs (1 ), mit einem faserverstärkten Kunststoffrohr (24), in welches an jedem Ende jeweils ein
Krafteinleitungselement (14,15) bereichsweise eingesteckt ist, wobei die
Krafteinleitungselemente (14,15) dazu ausgebildet sind, sich an Karosserieelementen, insbesondere an einer A-, B- oder C-Säule des Kraftfahrzeugs (1 ), abzustützen, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoff rohr (24) einen Polyurethan-Vinylester-Hybridkunststoff, einen Epoxidharz-Kunststoff, einen Vinylesterharz-Kunststoff und/oder einen Phenolharz- Kunststoff aufweist.
2. Türbrüstungsrohr nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das faserverstärkte Kunststoffrohr (24) durch duroplastische Pultrusion hergestellt ist.
3. Türbrüstungsrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Krafteinleitungselemente (14,15) als kunststoffumspritzte
Aluminiumteile ausgebildet sind.
4. Türbrüstungsrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff der Kunststoffumspritzung ein PA66/GF30- Kunststoff ist.
5. Türbrüstungsrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen den Krafteinleitungselementen (14,15) und dem Kunststoff rohr (24) eine Presspassung ausgebildet ist.
6. Türbrüstungsrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Krafteinleitungselemente (14,15) einen zumindest abschnittsweise konusförmigen Einsteckabschnitt (17) aufweist, der in das Kunststoff rohr (24) eingesteckt ist und die Presspassung bildet.
7. Fahrzeugtür (2) für ein Kraftfahrzeug (1 ), die an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs (1 ) verschwenkbar gelagert oder lagerbar ist und wenigstens ein Türbrüstungsrohr (9) aufweist, das sich zumindest im Wesentlichen horizontal in der Fahrzeugtür (2) erstreckt, gekennzeichnet durch die Ausbildung des Türbrüstungsrohrs (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
8. Fahrzeugtür nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das faserverstärkte Kunststoffrohr (24) an einer Tragstruktur (13) der Seitentür (2) gehalten ist.
9. Fahrzeugtür nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffrohr (24) an der Tragstruktur (13) verschraubt ist.
10. Fahrzeugtür nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffrohr (24) in seiner Mantelwand zumindest eine, insbesondere mehrere Schraubenöffnungen (25) aufweist.
1 1. Fahrzeugtür (2, 3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Krafteinleitungselemente (14,15) nur an dem faserverstärkten Kunststoffrohr (24) befestigt und insbesondere beabstandet zu Verkleidungselementen der Fahrzeugtür (2) angeordnet sind.
12. Kraftfahrzeug (1 ) mit zumindest einer Fahrzeugtür (2), die gemäß einem der Ansprüche 7 bis 1 1 ausgebildet ist.
13. Kraftfahrzeug (1 ) nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch mehrere Karosseriesäulen (5,6), insbesondere A-Säule, B-Säule und/oder C-Säule, wobei die Krafteinleitungselemente (14,15) dazu ausgebildet sind, sich bei einem Unfall an den Karosseriesäulen (5,6) in horizontaler Richtung abzustützen.
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