Innenblech einer Fahrzeugtür mit integriertem Seitenaufpralltrager und Verfahren zu seiner Herstellung Inner panel of a vehicle door with integrated side impact beam and method for its production
Die Erfindung betrifft ein Innenblech einer Fahrzeugtür mit integriertem Seitenaufpralltrager und Verfahren zu seiner Herstellung.The invention relates to an inner panel of a vehicle door with an integrated side impact beam and method for its production.
Um die Insassen eines Fahrzeuges vor Verletzungen bei einem Seitenaufprall zu schützen, kann in einer Fahrzeugtür zwischen ihrem Innen- und Außenblech ein horizontal verlaufender Seitenaufpralltrager integriert sein. Für diese Integration gibt es im Stand der Technik verschiedene Möglichkeiten.In order to protect the occupants of a vehicle from injuries in the event of a side impact, a horizontally extending side impact beam can be integrated in a vehicle door between its inner and outer panels. There are various possibilities for this integration in the prior art.
So ist bekannt (US-PS 5,555,677) einenSo is known (US Patent 5,555,677) one
Seitenaufpralltrager mit endseitigen Montageplatten an den steifen Vorder- und Rückwänden der Fahrzeugtür zu befestigen. Wegen der dafür benötigten zahlreichen Bauelemente ist der Herstellungs- und Montageaufwand erheblich .Attach side impact beams to the rigid front and rear walls of the vehicle door using end mounting plates. Because of the numerous components required for this, the manufacturing and assembly effort is considerable.
Bei einer anderen bekannten Fahrzeugtür (DE 39 34 590 C2) ist an der Innenseite der Außenhaut der Fahrzeugtür eine Doppelschale befestigt, deren innere Halbschale als einstückiges Blechpressteil ausgeführt ist. Das Blechpressteil weist zwei fensterartige Aussparungen auf, die von einem umlaufenden profilierten Rand eingefaßt und voneinander durch einen durch Profilierung versteiften, quer verlaufenden Träger getrennt sind. Dieser Träger, der integrierter Bestandteil der mit der Türaußenhaut verbundenen inneren Halbschale ist, dient als Seitenaufpralltrager. Das vielteilige, aus Außenhaut und
Doppelschale zusammengesetzte Türaußenteil und ein schalenförmig ausgebildetes Türinnenteil werden von einer gemeinsamen Tragstruktur getragen, die im Innenraum zwischen dem Türaußenteil und dem Türinnenteil angeordnet ist und auch den Fensterrahmen umfaßt.In another known vehicle door (DE 39 34 590 C2), a double shell is attached to the inside of the outer skin of the vehicle door, the inner half shell of which is designed as a one-piece sheet-metal pressed part. The sheet metal pressed part has two window-like recesses which are bordered by a circumferential profiled edge and are separated from one another by a crosswise stiffening support stiffened by profiling. This support, which is an integral part of the inner half-shell connected to the outer door skin, serves as a side impact support. The multi-part, from outer skin and Double shell composite door outer part and a bowl-shaped inner door part are supported by a common support structure which is arranged in the interior between the outer door part and the inner door part and also includes the window frame.
Nachteilig bei einer solchen Konstruktion ist die Vielzahl der einzeln zu fertigenden und dann zusammenzufügenden Teile für das Türaußenteil.A disadvantage of such a construction is the large number of parts to be individually manufactured and then assembled for the outer door part.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Fahrzeugtür mit integriertem Seitenaufpralltrager ein einfach zu fertigendes und leicht zu montierendes Turinnenblech zu schaffen. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein dafür geeignetes Herstellungsverfahren anzugeben .The object of the invention is to create a door inner panel that is simple to manufacture and easy to assemble for a vehicle door with an integrated side impact beam. The object of the invention is also to specify a suitable manufacturing method.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Innenblech einer Fahrzeugtür mit integriertem Seitenaufpralltrager dadurch gelöst, daß das Innenblech eine aus einer Blechplatine tiefgezogene Schale und der Seitenaufpralltrager ein vom Boden der Schale an seinen beiden Längsrändern getrennter und durch Profilierung versteifter Blechstreifen ist, der mit seinen beiden Enden einstückig mit dem Innenblech verbunden ist und den Boden der Schale auf deren Innenseite brückenartig überspannt. Insbesondere kann das Innenblech aus einem Tailored Blank geformt, das an höher belasteten Stellen verstärkt ist.This object is achieved with an inner panel of a vehicle door with an integrated side impact beam in that the inner panel is a deep-drawn shell from a sheet metal plate and the side impact beam is a sheet metal strip which is separated from the bottom of the shell at its two longitudinal edges and is stiffened by profiling and is integral with both ends is connected to the inner sheet and spans the bottom of the shell on the inside like a bridge. In particular, the inner sheet can be formed from a tailored blank, which is reinforced at higher stressed points.
Verfahrensmäßig wird die Aufgabe durch folgende Verfahrensschritte gelöst:In procedural terms, the task is solved by the following procedural steps:
a) Eine Blechplatine wird in einer ersten Umformstufe durch Tiefziehen zu einer Schale umgeformt.
b) Vor oder nach der ersten Umformstufe wird in der Blechplatine ein Blechstreifen unter Erhaltung seiner endseitigen Anbindung an der Blechplatine freigeschnitten.a) A sheet metal blank is formed into a shell in a first forming step by deep drawing. b) Before or after the first forming step, a sheet metal strip is cut free in the sheet metal blank while maintaining its end connection to the sheet metal blank.
c) Der freigeschnittene Blechstreifen wird durch Tiefziehen zu einem Bogen umgeformt, wobei das Tiefziehen in dieselbe oder in die entgegengesetzte Richtung wie das der Schale erfolgt.c) The cut sheet metal strip is formed into an arc by deep drawing, the deep drawing taking place in the same or in the opposite direction to that of the shell.
d) In weiteren Umformstufen erhält das Innenblech seine Endform, wobei der bogenförmige Blechstreifen derart zurückgeformt wird, daß er die Schale brückenartig überspannt .d) In further forming stages, the inner sheet is given its final shape, the arcuate sheet metal strip being reshaped in such a way that it spans the shell like a bridge.
e) Zwischen den einzelnen Umformstufen wird die teilverformte Blechplatine beschnitten und gelocht.e) Between the individual forming stages, the partially formed sheet metal plate is cut and punched.
Vorzugsweise wird bei einem solchen Verfahren in der ersten Umformstufe gleichzeitig die Schale und der Blechstreifen durch Tiefziehen geformt. Zur Verstärkung des Seitenaufprallträgers kann in den zurückgebogenen Blechstreifen ein Versteifungsprofil eingeformt werden.With such a method, the shell and the sheet metal strip are preferably simultaneously formed by deep drawing in the first forming step. To reinforce the side impact beam, a stiffening profile can be molded into the bent sheet metal strip.
Bei einem bezüglich des Blechstreifens für den Seitenaufpralltrager speziellen Tailored Blank läßt sich die Herstellung des Türinnenbleches auch in einer abgewandelten Art und Weise durchführen:With a tailored blank with regard to the metal strip for the side impact beam, the production of the inner door panel can also be carried out in a modified manner:
a) Eine Blechplatine in Form eines Tailored Blanks aus zwei äußeren Zuschnitten und einem dazwischen angeordneten mittleren Zuschnitt, der sich aus zwei seitlich an den äußeren Zuschnitten angeschweißten, endseitigen Abschnitten und einem nur mit den
endseitigen Abschnitten verschweißten, mittleren Abschnitt zusammensetzt, wird in einer ersten Umformstufe durch Tiefziehen zu einer Schale umgeformt, wobei der mittlere Abschnitt im wesentlichen unverformt bleibt, derart, daß er die Schale als Seitenaufpralltrager brückenartig überspannt .a) A sheet metal plate in the form of a tailored blank from two outer blanks and a middle blank arranged between them, which consists of two end sections welded to the side of the outer blanks and one only with the end sections welded together, the central section is formed in a first forming step by deep drawing into a shell, the central portion remains essentially undeformed such that it spans the shell as a side impact beam bridge-like.
b) In weiteren Umformstufen erhält das Innenblech seine Endform.b) In further forming stages, the inner sheet gets its final shape.
c) Zwischen einzelnen Umformstufen wird die teilverformte Blechplatine beschnitten und gelocht.c) The partially deformed sheet metal blank is cut and perforated between individual forming stages.
Vorzugsweise wird auch bei diesem Verfahren der den Seitenaufpralltrager bildende mittlere Abschnitt nach der ersten Umformstufe durch Profilierung versteift.In this method too, the central section forming the side impact beam is preferably stiffened by profiling after the first forming step.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to a drawing.
Im einzelnen zeigen:In detail show:
Figur 1 ein Turinnenblech mit einem Seitenaufpralltrager im Vertikalschnitt,FIG. 1 shows a door inner panel with a side impact beam in vertical section,
Figur 2 das Turinnenblech nach Figur 1 imFigure 2 shows the inner door panel according to Figure 1 in
Horizontalschnitt nach Linie I-I der Figur 1,Horizontal section along line I-I of Figure 1,
Figur 3 eine Blechplatine gemäß Fig. 5 nach der ersten3 shows a sheet metal plate according to FIG. 5 after the first
Verformungsstufe des Tiefziehens im Querschnitt,Deformation level of deep drawing in cross-section,
Figur 4 ein mehrteiliges Tiefziehwerkzeug mit einer eingespannten Blechplatine gemäß Figur 5 unmittelbar vor der ersten Umformstufe,
Figur 5 eine Blechplatine als Tailored Blank mit einem im mittleren Bereich an seinen beiden Längsrändern freigeschnittenem, einteiligen Blechstreifen für den Seitenaufpralltrager in Aufsicht undFIG. 4 shows a multi-part deep-drawing tool with a clamped sheet metal blank according to FIG. 5 immediately before the first forming step, 5 shows a sheet metal blank as a tailored blank with a one-piece sheet metal strip cut free in the central area on its two longitudinal edges for the side impact beam in supervision and
Figur 6 eine Blechplatine als Tailored Blank in einer zu Figur 5 abgewandelten Ausführung mit einem aus drei Abschnitten zusammengesetzten und nur mit seinen endseitigen Abschnitten mit der Blechplatine verbundenen Blechstreifen für den Seitenaufpralltrager in Aufsicht.FIG. 6 shows a sheet metal blank as a tailored blank in an embodiment modified from FIG. 5 with a sheet metal strip for the side impact beam in supervision, composed of three sections and only connected to the sheet metal plate with its end sections.
Das in Figur 1 und 2 dargestellte Innenblech einer Fahrzeugtür mit integriertem Seitenaufpralltrager ist durch Umformung einer in Figur 5 dargestellten ebenen Blechplatine entstanden. Die Blechplatine ist ein Tailored Blank, das aus drei Blechzuschnitten 1, 2, 3 durch Stumpfschweißen hergestellt ist. Der mittlere Zuschnitt 2 ist wegen seiner bestimmungsgemäßen Betriebsfunktion als Seitenaufpralltrager verstärkt, indem er z.B. aus einem dickeren Blech oder einer anderen Blechqualität als die beiden äußeren Zuschnitte 1, 3 besteht. Wie Figur 5 zeigt, ist der mittlere Zuschnitt 2 zur Bildung eines unabhängig von den übrigen Zuschnitten 1, 3 der Platine verfombaren mittleren Bereichs in diesem Bereich an seinen beiden parallelen Längsrändern freigeschnitten, während er in seinen beiden Endbereichen mit den äußeren Zuschnitten 1, 3 verschweißt bleibt. Alternativ kann aber auch die StumpfSchweißnaht im mittleren Bereich von vornherein fehlen, so daß sich das Freischneiden erübrigt, wie für das abgewandelte Ausführungsbeispiel der Figur 6 dargestellt ist. Darüber hinaus besteht bei diesem Ausführungsbeispiel der mittlere Abschnitt 2b aus einer bezüglich eines
Seitenaufpralls widerstandsfähigeren Blechqualität, während die angeschweißten endseitigen Abschnitte 2a, 2c aus einer Blechqualität bestehen können, die derjenigen der Zuschnitte 1 und 3 entspricht, insbesondere gut tiefziehfähig ist.The inner sheet of a vehicle door with an integrated side impact beam shown in FIGS. 1 and 2 was created by reshaping a flat sheet metal sheet shown in FIG. The sheet metal blank is a tailored blank, which is made from three sheet metal blanks 1, 2, 3 by butt welding. The middle blank 2 is reinforced because of its intended operating function as a side impact beam, for example, it consists of a thicker sheet or a different sheet quality than the two outer cuts 1, 3. As FIG. 5 shows, the middle blank 2 is cut free in this area at its two parallel longitudinal edges to form a middle region which can be shaped independently of the other blanks 1, 3 of the board, while it is welded to the outer blanks 1, 3 in its two end regions remains. Alternatively, however, the butt weld seam in the central region can also be missing from the outset, so that there is no need for cutting free, as is shown for the modified exemplary embodiment in FIG. 6. In addition, in this exemplary embodiment, the middle section 2b consists of one with respect to one Side impact more resistant sheet quality, while the welded end sections 2a, 2c can consist of a sheet quality that corresponds to that of the blanks 1 and 3, in particular is good deep drawing.
Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, ist diese Blechplatine zu einem Innenblech einer Fahrzeugtür umgeformt. Das Innenblech besteht im wesentlichen aus einer Schale 4 mit einem Boden 4a und einer umlaufenden, hochstehenden Wand 4b mit einem Anschlußflansch 4c für ein Außenteil der Fahrzeugtür und einem die Schale 4 etwa mittleren Bereich überspannenden, durch wellenförmige Profilierung versteiften Seitenaufpralltrager 5, der aus dem freigeschnittenen mittleren Bereich/Abschnitt 2b des vom mittleren Zuschnitt 2 gebildeten Blechstreifens geformt ist. Es versteht sich, daß das Innenblech verschiedene Durchbrüche und Einformungen für das Anbringen verschiedener Türelemente haben kann. Auch können lokale Stellen, die im Betrieb hoch belastet sind, verstärkt sein, was bereits bei der Herstellung des Tailored Blanks durch unterschiedliche Blechstärken und/oder Blechqualitäten berücksichtigt werden kann. Wesentlich für das erfindungsgemäße Innenblech ist, daß der integrierte Seitenaufpralltrager 5 einstückig aus der Blechplatine geformt ist, so daß keine besonderen Befestigungselemente und Montagearbeiten erforderlich sind.As FIGS. 1 and 2 show, this sheet metal plate is formed into an inner sheet metal of a vehicle door. The inner panel consists essentially of a shell 4 with a bottom 4a and a circumferential, upstanding wall 4b with a connecting flange 4c for an outer part of the vehicle door and a side impact beam 5 spanning the shell 4 approximately in the central region and stiffened by wave-shaped profiling, which is made from the cut-out middle area / section 2b of the sheet metal strip formed by the middle blank 2 is formed. It is understood that the inner panel can have different openings and recesses for the attachment of different door elements. Local points that are heavily loaded during operation can also be reinforced, which can already be taken into account during the manufacture of the tailored blank by different sheet thicknesses and / or sheet qualities. It is essential for the inner sheet according to the invention that the integrated side impact beam 5 is formed in one piece from the sheet metal plate, so that no special fastening elements and assembly work are required.
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Türinnenblechs wird die Grundform durch Tiefziehen einer ggfs. als Tailored Blank ausgebildeten Blechplatine erhalten. Anschließend erhält das Turinnenblech in mehreren Umformstufen mit zwischengeschaltetem Beschneiden und Lochen und Einformen lokaler Bereiche für
Funktionselemente seine Endform. Sofern von einer Blechplatine entsprechend Figur 6 ausgegangen wird, bei der für den Seitenaufpralltrager der Blechstreifen 2a, 2b, 2c bis auf seine beiden Enden freigeschnitten oder von vornherein nicht verbunden ist, kann mittels eines mehrteiligen Tiefziehwerkzeuges bereits in der ersten Umformstufe durch Tiefziehen sowohl die Grundform der Schale 4 als auch ein Bogen 5* als Vorform für den Seitenaufpralltrager 5 geformt werden. In Figur 3 ist eine so verformte Blechplatine mit der Grundform 4* der Schale 4 und dem Bogen 5* für den Seitenaufpralltrager 5 dargestellt. In Figur 4 ist die mehrteilige Tiefziehform im Querschnitt im Bereich der Vorform 4* der Schale 4 gezeigt. Das Werkzeug weist für das Tiefziehen des Bogens 5* zwischen den beiden äußeren Teilen für die Grundform 4* der Schale 4, von denen ein Teil in Figur 4 gezeigt ist, Teile für die Bogenform auf.In the manufacture of the door inner panel according to the invention, the basic shape is obtained by deep-drawing a sheet metal blank which may be designed as a tailored blank. Subsequently, the inner door sheet is provided in several forming steps with intermediate trimming and punching and molding of local areas for Functional elements its final shape. Provided that a sheet metal blank according to FIG. 6 is assumed, in which the side impact beam of the sheet metal strips 2a, 2b, 2c is cut free to its two ends or is not connected from the start, a multi-part deep-drawing tool can be used to deep-draw both the basic shape in the first forming step by deep-drawing the shell 4 as well as an arch 5 * are formed as a preform for the side impact beam 5. FIG. 3 shows a sheet metal plate deformed in this way with the basic shape 4 * of the shell 4 and the arch 5 * for the side impact beam 5. FIG. 4 shows the multi-part deep-drawing mold in cross section in the area of the preform 4 * of the shell 4. For the deep drawing of the sheet 5 *, the tool has parts for the sheet shape between the two outer parts for the basic shape 4 * of the shell 4, a part of which is shown in FIG.
Nach Herstellung der Grundform 4* gemäß Figur 3 erfolgen weitere Bearbeitungsstufen, in denen das Innenblech nachgeformt, gelocht und beschnitten wird, bis daß es seine Endform erhalten hat. Dabei wird vor allem der bogenförmige Streifen 5* zurückgebogen und zur Versteifung profiliert, so daß er den Boden 4a der Schale überspannt und so zum Seitenaufpralltrager 5 wird.After the basic shape 4 * according to FIG. 3 has been produced, further processing steps take place, in which the inner sheet is reformed, perforated and cut until it has received its final shape. Above all, the arcuate strip 5 * is bent back and profiled for stiffening, so that it spans the bottom 4a of the shell and thus becomes a side impact beam 5.
Abschließend kann das Innenblech an seinem umlaufenden Anschlußflansch 4c mit einem nicht dargestellten Außenblech der Fahrzeugtür verbunden werden und/oder an einer Tragstruktur befestigt werden.Finally, the inner panel can be connected at its peripheral connection flange 4c to an outer panel, not shown, of the vehicle door and / or can be attached to a support structure.
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 6 wird das Tailored Blank bis auf den mittleren Abschnitt 2b durch Tiefziehen schalenförmig verformt. Der mittlere Abschnitt 2b kann in seiner Ausgangslage verbleiben, in der er nach der
Verformung der übrigen Bereiche die Schale als Seitenaufpralltrager überspannt. In dieser Lage kann er zur Versteifung wellenförmig profiliert werden.
In the exemplary embodiment in FIG. 6, the tailored blank is deformed into a shell shape by deep drawing except for the central section 2b. The middle section 2b can remain in its starting position in which it is after the Deformation of the remaining areas spanned the shell as a side impact beam. In this position, it can be profiled in a wave shape for reinforcement.