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Die Erfindung betrifft eine Bordkantenverstärkung für eine Kraftwagentür, insbesondere eine Seitentür, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Es ist bekannt, bei aus Aluminium gefertigten Seitentüren für Kraftwagen Bordkantenverstärkungen aus tiefgezogenen Aluminium-Blechen oder aus Strangpressprofilen zu verwenden. Insbesondere aufgrund von steigenden Crash-Anforderungen und zunehmenden Fahrzeuggewichten, beispielsweise aufgrund von Hybridantrieben, werden immer stabilere Bordkantenverstärkungen erforderlich. Dies führt unter anderem zu mehrteilig ausgebildeten Bordkantenverstärkungen, beispielsweise aus Strangpressprofilen und Tiefziehteilen, was eine Gewichtszunahme und Mehrkosten aufgrund von entsprechend erforderlichen Werkzeugen und Fügeoperationen zur Folge hat.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bordkantenverstärkung für eine Kraftwagentür mit verbesserten mechanischen Eigenschaften und einem vereinfachten Aufbau bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Bordkantenverstärkung für eine Kraftwagentür mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Zur Bereitstellung einer Bordkantenverstärkung für eine Kraftwagentür mit verbesserten mechanischen Eigenschaften und einem vereinfachten Aufbau ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Bordkantenverstärkung einstückig aus einem Aluminiumblech geschmiedet ist. Es ist also gerade erfindungsgemäß vorgesehen, keine mehrteilige Mischbauweise vorzusehen, und stattdessen die Bordkantenverstärkung als einstückig ausgebildetes Schmiedeteil auszubilden. Dadurch kann eine beanspruchungsgerechte Geometrie mit gezielten Deformationszonen bereitgestellt werden. Eine Reduzierung der Bauteileanzahl ist die Folge, wobei zuvor notwendige Fügeverbindungen und damit einhergehende Montageeinwände reduziert werden können. Durch die beanspruchungsgerechte Gestaltung der Bauteilgeometrie der Bordkantenverstärkung wird eine Gewichtsreduzierung erzielt. Insbesondere weist die Bordkantenverstärkung eine angepasste Dimensionierung im Hinblick auf jeweils lokale Beanspruchungsprofile auf. Darüber hinaus ergeben sich durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Bordkantenverstärkung erhebliche Potentiale zur Reduzierung der Herstellkosten.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Bordkantenverstärkung zwei sich zumindest teilweise in Längsrichtung der Bordkantenverstärkung parallel erstreckende, halboffene Profile umfasst, welche zumindest mittelbar miteinander verbunden sind. Beispielsweise können die halboffenen Profile als Hutprofile oder dergleichen ausgebildet werden, wodurch eine besonders Crash-sichere Bordkantenverstärkung ausgebildet werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Bordkantenverstärkung wärmebehandelt ist. Mit anderen Worten kann eine jeweils gewünschte Materialeigenschaft der Bordkantenverstärkung durch eine Wärmebehandlung unter Berücksichtigung des bauteilorientierten Anforderungsprofils durchgeführt werden. Dadurch kann ein hochfestes Aluminium-Bauteil mit einer gezielten Einstellung gewünschter Eigenschaften durch die angepasste Wärmebehandlung der Bordkantenverstärkung bereitgestellt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Bordkantenverstärkung ein halboffenes Profil aufweist, welches in Einbaulage einen Lagerbügel der Kraftwagentür wenigstens bereichsweise in der aus der Türlängsrichtung und Türhochrichtung aufgespannten Ebene umgibt. Mit anderen Worten ist ein Teil der Bordkantenverstärkung als eine Art angebundener Bügel zum Schutz eines Lagerbügels und Türgriffs ausgebildet. Somit werden bei Unfällen der Lagerbügel und der Türgriff derart geschützt, dass kein ungewolltes Auslösen des Türgriffes bzw. Öffnen der Fahrzeugtür auftritt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Bordkantenverstärkung mehrere Streben aufweist, mittels welchen die halboffenen Profile einstückig miteinander verbunden sind. Dadurch wird im Crash-Fall ein Ausweichen der halboffenen Profile in Fahrzeughochrichtung verhindert, wobei gleichzeitig ein Eindringen von Körpern in den Fahrzeuginnenraum durch die Querstreben verhindert werden kann. Ein separater Seitenaufprallschutz kann bei dieser einteilig und massiv umgeformten Ausführung der Bordkantenverstärkung entfallen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Bordkantenverstärkung zumindest eine Lasche zum Anbinden der Bordkantenverstärkung an die Kraftwagentür aufweist, welche sich in Einbaulage im Wesentlichen orthogonal zu der aus der Türlängsrichtung und Türhochrichtung aufgespannten Ebene erstreckt. Dadurch kann eine besonders stabile Anbindungsmöglichkeit für die Bordkantenverstärkung zur Befestigung an einer Rohbaustruktur der Fahrzeugtür bereitgestellt werden.
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Schließlich ist es in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Bordkantenverstärkung einen Anbindungsbereich für einen Außenspiegel aufweist. Mit anderen Worten kann eine entsprechende Anbindungsmöglichkeit für die Bordkantenverstärkung gleich in diese mit integriert sein, wobei vorzugsweise eine zusätzliche Verstärkung in diesem Bereich vorgesehen ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine Seitenansicht auf eine Rohbaustruktur einer Kraftwagentür, wobei eine erste Ausführungsform einer Bordkantenverstärkung dargestellt ist, welche einen bügelförmigen Teil zum Schutz eines Lagerbügels und eines Türgriffs umfasst;
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2 eine weitere Seitenansicht auf eine Rohbaustruktur einer Kraftwagentür, welche eine weitere Ausführungsform einer Bordkantenverstärkung umfasst, die zwei sich in Längsrichtung der Bordkantenverstärkung im Wesentlichen parallel erstreckende, halboffene Profile aufweist, welche über mehrere Streben miteinander verbunden sind;
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3 eine Seitenansicht auf eine teilweise dargestellte Rohbaustruktur einer Kraftwagentür, wobei eine innenseitig an der Rohbaustruktur angebrachte alternative Ausführungsform einer Bordkantenverstärkung dargestellt ist, wobei diese wiederum zwei sich im Wesentlichen parallel erstreckende halboffene Profile umfasst, die über mehrere Streben miteinander verbunden sind; und in
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4 eine weitere Seitenansicht auf eine Rohbaustruktur einer Kraftwagentür, an welcher innenseitig eine weitere Ausführungsform einer Bordkantenverstärkung angeordnet ist.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ein insgesamt mit 10 bezeichneter Türrohbau bzw. eine Rohbaustruktur einer als Seitentür ausgebildeten Kraftwagentür ist in einer Seitenansicht in 1 gezeigt. Die Rohbaustruktur umfasst eine Bordkantenverstärkung 12, welche außenseitig an der Rohbaustruktur 10 angebracht ist. Die Bordkantenverstärkung 12 umfasst zwei halboffene Profile 14, 16, wobei das halboffene Profil 16 als eine Art angebundener Bügel zum Schutz eines Lagerbügels 18 und eines Türgriffes 20 der Kraftwagentür ausgebildet ist. Durch das halboffene Profil 16 werden bei einem Crash der Lagerbügel 18 und der Türgriff 20 derart geschützt, dass kein ungewolltes Auslösen des Türgriffes 18 auftritt. Die beiden halboffenen Profile 14, 16 können beispielsweise als halboffene Hutprofile ausgebildet sein. Die Wandstärke der vorliegend gezeigten Bordkantenverstärkung 12 beträgt ca. 2 bis 3 mm bei einem Gewicht von ca. 1,07 kg.
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Die Bordkantenverstärkung 12 ist als geschmiedetes Bauteil ausgebildet ist, wodurch sich besonders variable Möglichkeiten zur Gestaltung von harmonischen Übergängen und lokal notwendigen Wandstärkenverteilungen ergeben. Mit anderen Worten bestehen sehr große Spielräume hinsichtlich der Umformmöglichkeiten, um eine belastungsangepasste Bordkantenverstärkung 12 herzustellen, insbesondere im Gegensatz zu einer kaltumgeformten Bordkantenverstärkung.
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Zusätzlich können die Bauteileigenschaften der Bordkantenverstärkung 12 durch eine entsprechend angepasste Wärmebehandlung während ihrer Herstellung gezielt eingestellt werden. Unter anderem kann die Streckgrenze der Bordkantenverstärkung 12 gezielt eingestellt werden; beispielsweise in Längsrichtung gesehen in einem mittleren Bereich mit einer höheren Duktilität und dafür verringerten Streckgrenze und in Außenbereichen mit einer niedrigeren Duktilität und dafür erhöhten Streckgrenze, wobei insbesondere Streckgrenzen von ca. 340 bis 400 MPa gegeben sind.
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Zur Anbringung der Bordkantenverstärkung 12 an der restlichen Rohbaustruktur 10 umfasst die Bordkantenverstärkung eine Lasche 20, welche sich in Einbaulage im Wesentlichen orthogonal zu der aus der Türlängsrichtung x und Türhochrichtung y aufgespannten Ebene erstreckt. Mit anderen Worten kann zur Anbindung der Bordkantenverstärkung 12 die flanschartig ausgebildete Lasche 20 nach innen gezogen sein, so dass der entstehende Winkel auf die Beplankungsseite weist, was zu einer deutlich stabileren Anbindung der Bordkantenverstärkung 12 beiträgt.
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In 2 ist eine weitere Rohbaustruktur 10 einer Kraftwagentür dargestellt, wobei eine alternative Ausführungsform der Bordkantenverstärkung 12 dargestellt ist. Die Bordkantenverstärkung 12 umfasst wiederum zwei halboffene bzw. hutförmig ausgebildete Profile 14, 16, wobei im vorliegenden Fall die beiden halboffenen Profile 14, 16 mittels mehrerer Streben 22 einstückig miteinander verbunden sind. Die beiden halboffenen Profile 14, 16 dienen als jeweilige Lastpfade in Türlängsrichtung x, wobei durch die Streben 22 ein Ausweichen dieser Profile 14, 16 in Türhochrichtung z verhindert wird, wobei gleichzeitig durch die Streben 22 ein Eindringen von Körpern in den Fahrzeuginnenraum verhindert werden kann. So entsteht trotz relativ dicker Wandungen von ca. 3 mm ein filigranes, jedoch stabiles Gitterwerk mit einem entsprechend dadurch resultierenden Gewichtsvorteil.
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Ein entsprechender Anbindungsbereich 24 für einen Außenspiegel ist in die Bordkantenverstärkung 12 mit integriert, wobei in diesem Anbindungsbereich 24 eine zusätzliche Verstärkung einstückig innerhalb der Bordkantenverstärkung 12 ausgebildet ist, beispielsweise in Form einer vergrößerten Wandstärke und/oder in Form von Verstärkungsrippen. Des Weiteren kann aufgrund der vorgesehenen Streben 22 ein separater Seitenaufprallschutz entfallen, da die einteilig und massiv umgeformte Ausführung der Bordkantenverstärkung 12 einen hinreichenden Seitenaufprallschutz als solchen in der hier gezeigten Ausführungsform aufweist.
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In 3 ist in einer Teildarstellung eine weitere Seitenansicht auf eine Rohbaustruktur 10 einer Kraftwagentür mit einer alternativen Ausführungsform der Bordkantenverstärkung 12 dargestellt. Die Bordkantenverstärkung 12 umfasst wiederum zwei hutförmig bzw. halboffen ausgebildete Profile 14, 16, welche als Lastpfade in Türlängsrichtung x dienen. Die Bordkantenverstärkung 12 ist ebenfalls als einteiliges Schmiedebauteil ausgeführt, wobei die halboffenen Profile 14, 16 wiederum durch entsprechende Streben 22 miteinander verbunden sind, so dass ein Ausweichen dieser Streben 14, 16 bei einem Crash in Türhochrichtung z verhindert und ein Eindringen von Körpern in den Fahrzeuginnenraum unterbunden werden kann.
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Bei der vorliegenden Bordkantenverstärkung 12 handelt es sich um ein innenseitig liegendes Teil, bzw. um eine innenseitig an der Rohbaustruktur 10 der Kraftwagentür angebrachte Bordkantenverstärkung 12. Die vorderseitige und auch die rückseitige Anbindung der Bordkantenverstärkung 12 erfolgt über integriert ausgebildete Laschen 20, die beispielsweise bei einer Herstellung der Bordkantenverstärkung 12 als Strangpressprofil gar nicht möglich wären, wobei in solch einem Fall zusätzliche Bleche, welche nicht einstückig mit der Bordkantenverstärkung 12 verbunden sind, erforderlich wären.
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Wie vorliegend zu erkennen ist, können die Querschnittsverläufe der halboffenen Profile 14, 16 über ihre Länge variieren, beispielsweise um eine Anpassung an auftretende Belastungen zu erzielen. Dies wäre bei einer Bordkantenverstärkung als Strangpressprofil ebenfalls nicht möglich. Auch in der hier gezeigten Ausführungsform der Bordkantenverstärkung 12 kann ein gesonderter Seitenaufprallschutz entfallen. Des Weiteren kann eine vordere Konsole 26 der Rohbaustruktur 10 der Kraftwagentür relativ klein dimensioniert werden, da eine als Schmiedeteil ausgebildete Bordkantenverstärkung 12 relativ hoch belastbar ist.
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In 4 ist eine weitere Ausführungsform der Bordkantenverstärkung 12 gezeigt, wobei diese ähnlich wie die in 3 gezeigte Ausführungsform innenseitig an der Rohbaustruktur 10 der Kraftwagentür angebracht ist. Auch hier umfasst die Bordkantenverstärkung 12 zwei hutförmig ausgebildete bzw. halboffene Profile 14, 16, welche über entsprechende Streben 22 miteinander verbunden sind.
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Durch die mittels Warmmassivumformung von dünnwandigen Aluminiumblechen in Kombination mit einer integrierten Wärmebehandlung hergestellte Bordkantenverstärkung 12 können besonders vorteilhafte mechanische Eigenschaften erzielt werden. Es ergeben sich bei der Massivumformung besonders variable Gestaltungsmöglichkeiten für die Bordkantenverstärkung 12 in allen drei Raumrichtungen, so dass eine beanspruchungsgerechte Geometrieauslegung erfolgen kann.
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Durch die Warmmassivumformung wird eine bessere Umformbarkeit während der Herstellung der Bordkantenverstärkung 12 ermöglicht. Insgesamt ergeben sich verbesserte mechanische Eigenschaften gegenüber herkömmlichen Aluminium-Blechen und Aluminium-Strangpressprofilen, beispielsweise hinsichtlich der Zugfestigkeit und der Streckgrenze, wobei mechanische Eigenschaften auf dem Niveau eines Stahlblechs erzielt werden können. Ferner wird ein besonders duktiles Material für die Bordkantenverstärkung 12 mit einem entsprechend angepassten Faserverlauf erzielt. Durch die einstückige Ausführung der Bordkantenverstärkung 12 können weitere Komponenten für den Zusammenbau entfallen, so dass sich entsprechende Fügeoperationen und Fügevorrichtungen erübrigen, welche bei zusammengebauten Bordkantenverstärkungen erforderlich sind.
