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Es
ist bekannt, die Türen
von Kraftfahrzeugen mit Hilfe von Verstärkungsblechen zu verstärken, um
im Falle eines Unfalles einen seitlichen Aufprallschutz für den oder
die Fahrzeuginsassen zu gewährleisten.
Derartige vorbekannte Verstärkungsbleche
liegen im Türinneren
zwischen dem Innenblech der Fahrzeugtür und dem Außenblech
der Fahrzeugtür.
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Weiterhin
ist es bekannt, im Türinneren
der Fahrzeugtür
mindestens ein als ein- oder mehrteiliges Strukturelement ausgestaltetes
Energieabsorptionselement zum Schutz von Fahrzeuginsassen im Unfallfall
vorzusehen. Unter einem Energieabsorptionselement wird ein Element
verstanden, das Energie absorbiert, indem es die Außenwand
bzw. das Außenblech
der Tür
und/oder – im
Falle des Vorhandenseins einer Zwischenwand im Türinneren – die Zwischenwand abstützt. Das
Energieabsorptionselement ist erfindungsgemäß ausschließlich im vom Türrahmen
seitlich abgestützten
Türbereich
angeordnet; die türrahmenseitige
Abstützung
der Kraftfahrzeugtür
erfolgt dabei durch die unmittelbar angrenzenden Teile der Karosserie
des Kraftfahrzeugs, also beispielsweise durch den Schweller und/oder die
A-, B- oder C-Säule
des Kraftfahrzeugs. Unter dem Begriff „Strukturelement" werden erfindungsgemäß Elemente
verstanden, die an die Konturen im Türinnenbereich weitestgehend
angepasst sind, sei es im Zwischenraum zwischen der Türinnenwand und
der Türaußenwand
oder – im
Falle des Vorhandenseins einer Zwischenwand – zwischen der Zwischenwand
und der Türinnenwand
und/oder der Türaußenwand.
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Diese
Fahrzeugtüren
weisen jedoch den Nachteil auf, dass die Strukturelemente ausschließlich zur
Absorption mechanischer Energie im Crashfall dienen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftfahrzeugtür anzugeben,
die einen guten Insassenschutz im Falle eines Unfalls, insbesondere im
Falle eines seitlichen Aufpralls, bei gleichzeitig geringem Türgewicht
gewährleistet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Kraftfahrzeugtür
mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch
1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
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Danach
ist vorgesehen, dass in dem Strukturelement eine seitliche Fensterscheibenführung integriert
ist.
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Eine
optimale Energieabsorption der Kraftfahrzeugtür bei gleichzeitig noch niedrigem
Gewicht wird in vorteilhafter Weise dann erreicht, wenn das Strukturelement
ausschließlich
innerhalb eines Türbereichs
angeordnet ist, dessen Größe maximal 150%
der Größe des Überlappungsbereichs
zwischen dem Türrahmen
der Fahrzeugkarosserie und der Kraftfahrzeugtür beträgt. Bei dieser vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung wird der Erkenntnis Rechnung getragen, dass eine türrahmenseitige
Abstützung
des Türrandbereiches
regelmäßig nicht ausschließlich im Überlappungsbereich
zwischen der Tür
und dem Türrahmen
erfolgt, sondern auch darüber
hinaus. Schließlich
steht der unmittelbar an den Überlappungsbereich
angrenzende Bereich noch in starker Wechselwirkung mit dem Überlappungsbereich
und somit auch mit dem Strukturelement und kann deshalb noch einen
nennenswerten Beitrag zur Energieabsorption liefern. Dieser sogenannte „Zusatzstützbereich" ist dabei i. a.
nicht größer als
ca. 50% des Überlappungsbereichs,
so dass das Strukturelement vorteilhaft eine Größe von 150% der Größe des Überlappungsbereichs
ebenfalls nicht überschreiten
sollte.
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Falls
das mindestens eine Strukturelement ausschließlich innerhalb des Überlappungsbereichs angeordnet
wird, lässt
sich ein minimales Gesamtgewicht der Tür erreichen.
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Vorteilhaft
weist das Strukturelement eine Rippenstruktur auf, weil nämlich Rippen
bei verhältnismäßig geringem
Gewicht eine relativ hohe Energieabsorption gewährleisten. Rippen können beispielweise
an eine Zwischenwand der Tür
angespritzt werden. Das relative Lückenvolumen der Rippenstruktur
ist vorteilhaft nicht größer als
60%, vorzugsweise kleiner als 50%. Das relative Lückenvolumen
ist dabei das Verhältnis
zwischen dem Volumen der Hohlräume
im Strukturelement und dem Gesamtvolumen des Strukturelements. Ein
solches Lückenvolumen
bzw. solcher Ausfüllungsgrad
wird gewählt, um
genügend
Abstütz-
und Energieabsorptionsmaterial zur Verfügung zu stellen.
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Das
Strukturelement kann aus Kunststoff, insbesondere aus metallverstärktem Kunststoff
bestehen; ein solches Material bietet sehr gute Materialeigenschaften
bei relativ geringen Herstellungskosten. Im Falle von Kunststoff-Strukturelementen
können
diese in einem Spritzgussverfahren, insbesondere einem Hybridspritzgussverfahren
hergestellt sein; mit „Spritzgießen" lassen sich quasi
beliebige Konturen des Strukturelements einfach herstellen. Nach Abschluss
des Spritzgussverfahrens wird dann das hergestellte konturangepasste
Strukturelement in den entsprechenden Randbereich der Kraftfahrzeugtür eingesetzt.
Zur Fixierung des Strukturelements innerhalb des Tür können beispielsweise
Klebstoff oder Steckverbinder eingesetzt werden. Stattdessen kann
das Strukturelement aber auch direkt in den dafür vorgesehenen Randbereich
einer Türinnenwand eingespritzt
werden.
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Alternativ
kann das Strukturelement durch Ausschäumen, insbesondere durch Ausschäumen mit
einem Aluminium oder Kunststoff enthaltenden Schaum hergestellt
werden. Dabei wird der Zwischenraum zwischen der Innenwand und der
Außenwand
der Kraftfahrzeugtür
oder – im
Falle des Vorhandenseins eines Zwischenblechs bzw. einer Zwischenwand – der Zwischenraum
zwischen der Zwischenwand und der Innenwand und/oder der Außenwand
mit Schaum ausgeschäumt.
Beim Ausschäumen
kann außerdem
das Türschloss
oder eine Aufnahmeausnehmung für
das Türschloss „eingespritzt” werden.
Das Strukturelement kann aber auch als separat gefertigtes Schaumteil
zur Komplettierung der Tür
in diese eingesetzt werden.
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Im Übrigen kann
das Strukturelement – ggf. zusätzlich – ein meanderförmiges Blech
zur Verstärkung
des Strukturelements aufweisen. Eine solche Verstärkung des
Strukturelements kann dabei unabhängig davon vorhanden sein,
ob das Strukturelement in einem Spritzgussverfahren oder durch Ausschäumen hergestellt
wird.
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Darüber hinaus
wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das mindestens eine Strukturelement zumindest
ein integriertes Befestigungselement aufweist.
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Das
integrierte Befestigungselement kann beispielsweise zur Befestigung
des Strukturelements an der Innenwand, der Außenwand und/oder gegebenenfalls
einer Zwischenwand der Fahrzeugtür
dienen. Das Befestigungselement kann eine Mutter – insbesondere
eine „Insertmutter" – sein. Außerdem können integrierte Befestigungselemente
für die
Befestigung von Scharnieren, Türschlössern oder
Dichtungselementen eingesetzt werden.
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Im Übrigen wird
es als vorteilhaft angesehen, wenn das Strukturelement bezüglich seiner
der Außenwand
der Tür
zugewandten Seite derart ausgestaltet ist, dass die Außenwand
der Kraftfahrzeugtür auf
dem Strukturelement befestigt, insbesondere auf dem Strukturelement
verklebt, werden kann. Eine „Bördelverbindung" zwischen der Innenwand
und der Außenwand
der Tür
kann bei einem Verkleben weggelassen werden.
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Nach
einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, das Strukturelement
und die Außenwand
als vormontierte Einheit auszubilden; dies ist insbesondere dann
sinnvoll, wenn die Tür
von außen
her bestückt
bzw. ausgerüstet
werden soll und deshalb eine abnehmbare Außenwand aufweisen muss. Durch
die Verbindung zwischen der Außenwand
und dem Strukturelement wird eine deutlich verbesserte Eigensteifigkeit
erzielt, die für
eine gute Handhabung der Außenwand
von Vorteil ist. Darüber
hinaus kann das Strukturelement mit Adaptern zur temporären Einhängung in
die Fahrzeugkarosserie versehen sein, um einen gemeinsamen Lackierprozess
zu ermöglichen.
Anschließend
wird die lackierte Außenwand
der Türkarosserie
wieder zugeführt
und mit dieser verbunden.
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Zur
Erläuterung
der Erfindung zeigt
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1 ein
Ausführungsbeispiel
für eine
erfindungsgemäße Tür mit einem
Strukturelement, in dem eine Fensterführungsschiene integriert ist.
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In
der 1 erkennt man ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Kraftfahrzeugtür 5.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist das Strukturelement 25 im seitlichen Türrandbereich
der Kraftfahrzeugtür 5 angeordnet.
Zwischen der Innenwand 20 und der Außenwand 15 der Kraftfahrzeugtür 1 ist
ein Zwischenblech bzw. eine Zwischenwand 35 angeordnet,
die einen Zwischenrahmen bzw. eine Zarge bildet.
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Der
seitliche Überlappungsbereich
zwischen der Kraftfahrzeugtür 5 und
beispielsweise der A-Säule 40 des
Kraftfahrzeugs ist in der 2 mit dem
Bezugszeichen Bü gekennzeichnet;
der durch die A-Säule 40 darüber hinaus
abgestützte
Bereich der Kraftfahrzeugtür 5 – also der
Zusatzstützbereich – ist mit
dem Bezugszeichen Bz gekennzeichnet. Unter dem Überlappungsbereich Bü wird dabei
derjenige Bereich der Tür
verstanden, der entlang der Y-Richtung des Kraftfahrzeugs – also quer
zur Fahrzeuglängsrichtung – von der
A-Säule 40 unmittelbar abgestützt wird.
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Wie
sich in der 2 erkennen lässt, entspricht
die Breite Bv des Strukturelements 25 der sich aus der
Breite des Überlappungsbereichs
Bü und
der Breite des Zusatzstützbereichs
Bz ergebenden Gesamtbreite des durch die A-Säule 40 abgestützten Randbereichs
der Tür.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß der 1 ist
im gesamten von der A-Säule 40 abgestützten Türrandbereich
Bü + Bz
eine Verstärkung
in Form eines Strukturelements 25 vorhanden; die Breite
dieses Strukturelements 25 trägt in der 1 das
Bezugszeichen Bv. Bei der Kraftfahrzeugtür 5 gilt somit die
mathematische Beziehung: Bv = Bz + Bü ≤ Bü × 150%
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Das
Strukturelement 25 kann durch ein Formteil mit Kunststoffrippen
oder durch Ausschäumen
des seitlichen Türbereichs
der Tür 5 mit
einem beispielsweise Aluminium enthaltenden Schaum gebildet sein.
Das Strukturelement 25 kann auch etwas kleiner ausgeführt sein;
wichtig ist nur, dass das Strukturelement – im vorangehend definierten
Randbereich – im
wesentlichen der Kontur des auszufüllenden Innenraumes folgt,
weil dann eine maximale Größe des Strukturelements
und damit eine maximale Energieabsorption erreicht wird.
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Der 1 lässt sich
darüber
hinaus entnehmen, dass das Strukturelement 25 mit einer
Fensterführungsschiene 45 ausgestattet
ist, die in dem Strukturelement 25 integriert ist. In der
Fensterführungsschiene 45 wird
eine Fensterscheibe 50 seitlich geführt.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß der 1 besteht
keine direkte Verbindung zwischen der Außenwand 15 und der
Innenwand 20. Zu deren Verbindung ist ein Zwischenrahmen
vorgesehen, der aus der Zwischenwand 35 und dem daran angespritzten
Strukturelement 25 besteht. Dabei ist die Innenwand über eine
Schraubverbindung an dem Zwischenrahmen befestigt, während die
Außenwand 15 durch
Verkleben mit dem Kunststoff-Strukturelement 25 befestigt
ist.
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Die
Befestigung des Strukturelements 25 an der Innenwand 20 oder – wie hier – an der
Zwischenwand 35 kann beispielsweise durch Anspritzpunkte 55 erfolgen,
die sich beim Durchtritt des Spritzgutes durch entsprechende Öffnungen 350 in
der Zwischenwand 35 bilden.
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- 5
- Kraftfahrzeugtür
- 15
- Außenblech
- 20
- Innenblech
- 25
- Strukturelement
- 35
- Zwischenwand
- 40
- A-Säule
- 45
- Fensterführungsschiene
- 50
- Seitenscheibe
- 55
- Anspritzpunkte
- Bv
- Breite
des Strukturelements
- Bz
- Zusatzstützbereich
- Bü
- Überlappungsbereich