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Die Erfindung betrifft eine Türbaugruppe für ein Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Ein typischer Aufbau einer Fahrzeugtür weist ein Außenblech und ein Innenblech auf, welche im Wesentlichen die äußere Form sowie die mechanische Stabilität der Tür definieren. Diese Bleche werden in zusammengebautem Zustand auch als „Türrohbau“ bezeichnet. Innenseitig des Innenblechs ist normalerweise ein Türmodul angeordnet, das bspw. zur Überdeckung von Öffnungen im Innenblech und zum Halten von Funktionselementen wie elektrischen Fensterhebern, Lautsprechern, Verriegelungselementen etc. dient. U.a. aus ästhetischen Gründen muss das Türmodul auf Seiten des Fahrzeuginnenraums mit einer Türinnenverkleidung abgedeckt werden. Die Türinnenverkleidung kann am Innenblech oder am Türmodul befestigt sein. Diese Türverkleidung besteht üblicherweise aus Kunststoff, ggf. mit einer Oberflächenschicht, die eine ansprechende Optik und Haptik herstellt, und kann aus einem oder evtl. auch mehreren Verkleidungselementen bestehen.
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Bei einem Seitenaufprall kann die Tür eines Fahrzeugs eingedrückt werden und so mit einem Insassen kollidieren, der auf eine Fahrzeugsitz sitzt. Die Kollision erfolgt dabei zunächst mit der Türinnenverkleidung, welche den innersten Teil der Tür bildet. Bei einem Seitenaufprall kollidiert normalerweise ein und dasselbe Verkleidungselement mit dem unteren Brustkorb des Insassen, seinem Becken sowie mit dem Fahrzeugsitz selbst. Ein Teil des Sitzes, z.B. ein Rahmen des Sitz Unterteils bzw. der Sitzlehne oder ein Einstellhebel, kann dabei seitlich nach außen im Vergleich zum Becken des Insassen vorstehen.
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Kommt es zum Seitenaufprall wird die Türinnenverkleidung durch die genannten Sitzkomponenten komprimiert, bevor sie auf den Insassen trifft. Wenngleich von der Seite betrachtet ein erster Bereich des Verkleidungselements mit der Sitzkomponente kollidiert und ein hiervon verschiedener zweiter Bereich mit dem Insassen kollidiert, kommt es aufgrund der Steifigkeit des Verkleidungselements nicht nur zu einer Kompression des ersten, sondern gleichzeitig auch des zweiten Bereichs. Somit wird der zweite Bereich vorkomprimiert und ist beim Auftreffen auf den Insassen nicht oder nur noch wenig komprimierbar. Dies betrifft namentlich den Bereich, der dem Becken des Insassen zugeordnet ist. Das Risiko von Verletzungen steigt hierdurch deutlich an. Um dieser Problematik zu begegnen, wäre es zum einen möglich, den ersten Bereich durch Versteifungselemente, wie z.B. Rippen, zu verstärken, um die vorzeitige Kompression zu verhindern. Allerdings führt dies zwangsläufig auch zu einer Versteifung des zweiten Bereichs, was dessen Knautscheigenschaften verschlechtert. Eine andere Möglichkeit bestünde darin, die beiden Bereiche durch separate Verkleidungselemente mit unterschiedlicher Steifigkeit zu realisieren, was allerdings zu erhöhten Produktionskosten und einer komplizierteren Montage führen würde, z.B. im Hinblick auf die exakte Ausrichtung der beiden Elemente zueinander. Weiterhin sind aktive Schutzsysteme wie Seitenairbags bekannt. Diese führen allerdings zu einem deutlich komplexeren Aufbau und erhöhen die Kosten für Material und Zusammenbau. In der Regel bedingen aktive Systeme auch ein höheres Gewicht bzw. eine höhere Masse.
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Eine Fahrzeugtür gemäß der gattungsbildenden
DE 43 32 166 A1 enthält ein inneres Karosserieblech, ein mit diesem verbundenes äußeres Karosserieblech und eine unter Bildung eines Zwischenraumes auf dem inneren Karosserieblech befestigte Türinnenverkleidung. Die Fahrzeugtür enthält auch eine in dem Raum zwischen der Türinnenverkleidung und dem inneren Karosserieblech angeordnete bienenwabenförmig gestaltete energieabsorbierende Struktur zur Absorption von Energie bei einem Seitenaufprallstoß auf die Fahrzeugtür.
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Die 10 2005 016 646 A1 betrifft ein Innenverkleidungsteil für eine Kraftfahrzeugtür, das eine Rückwand und eine in einem Abstand dazu angeordnete Vorderwand umfasst, wobei sich zwischen der Rückwand und der Vorderwand eine quer dazu angeordnete Trennwand erstreckt, wobei die Trennwand energieabsorbierend ausgebildet ist. Um eine Kraftfahrzeugtür zu schaffen, deren Verhalten bei einem Seitenaufprall verbessert ist, wird vorgeschlagen, dass die Verbindung zwischen Trennwand und Rückwand spätestens bei Anlage der Vorderwand an einer fahrzeuginnenraumseitigen starren Struktur versagt, wodurch ein Weiterleiten von Kräften auf die Vorderwand weitgehend unterbunden wird.
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Eine energieabsorbierende Fahrzeugtür gemäß der US 2009 / 0 278 380 A1 umfasst ein Innenpaneel, ein mit dem Innenpaneel verbundenes Außenpaneel, ein Türverkleidungspaneelmaterial an dem Innenpaneel und ein an dem Innenpaneel angebrachtes energieabsorbierendes Element. Das energieabsorbierende Element hat eine erste Oberfläche, die an das äußere Element angrenzt, und eine zweite Oberfläche, die an das Türverkleidungsblech angrenzt. Das energieabsorbierende Element ist an einer Position angebracht, die der Nähe des Unterschenkels des Fahrzeuginsassen entspricht, um die dynamische Bewegung zwischen dem Oberschenkelknochen und dem Unterschenkel des Insassen zu reduzieren, wodurch die Reaktion auf die distale Bewegung des Oberschenkelknochens während eines Aufprallereignisses des Fahrzeugs reduziert wird.
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Die
US 10 000 112 B2 offenbart eine Türbaugruppe für ein Fahrzeug, umfassend eine Türplatte und eine Türverkleidungsplatte, die ein geformtes Merkmal zur Energieaufnahme von einem Beckenlastpfad umfasst, das an einer der Türplatte zugewandten Oberfläche der Türverkleidungsplatte angeordnet ist. Das Merkmal kann von einem Beckenlastpfad durch eine Vielzahl von abgestuften Oberflächen definiert sein, die in einem Material der Türverkleidungsplatte definiert ist. Insbesondere können die abgestuften Oberflächen einen abgestuften Querschnitt, einen bogenförmigen abgestuften Querschnitt, einen abgestuften Querschnitt in V-Form oder einem geneigten abgestuften Querschnitt definieren.
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Die
US 9 266 489 B2 offenbart ein energieabsorbierendes Modul, welches an einer Türinnenverkleidung montiert wird. Dieses ist schalenartig aufgebaut und weist eine von der Türinnenverkleidung beabstandete Endwandung auf sowie eine Mehrzahl von Seitenwandungen, die sich von der Endwandung zur Türinnenverkleidung erstrecken und mit letzterer über einen umlaufenden Flansch verbunden sind. Jede der Seitenwandungen kann Schlitze aufweisen, die sich in Fahrzeugquerrichtung erstrecken. Außerdem können am Übergang von einer Seitenwandung zur Endwandung Ausnehmungen ausgebildet sein. An einer der Türinnenverkleidung zugewandten Seite der Endwandung können Rippen ausgebildet sein.
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Aus der
US 7 997 637 B2 ist Aufprallenergiedämpfer aus Harz bekannt, der zur Anbringung an einer Außenfläche einer Türverkleidung vorgesehen ist. Dieser weist eine Kreuzrippe auf, die vier Rippen und einen Verbindungsabschnitt umfasst, wobei sich die vier Rippen so in eine Richtung erstrecken, dass sie die Außenfläche der Türverkleidung queren und miteinander durch den Verbindungsabschnitt in einer einzigen Kreuzform verbunden sind. Weiterhin ist mindestens eine Außenwand vorgesehen, die mit mindestens einer der Seitenkanten der Rippen in einer T-Form verbunden ist, wobei die mindestens eine Außenwand eine Kontaktkante aufweist, die die Außenfläche der Türverkleidung berühren kann. Mindestens eine Stützfläche ist zum sicheren Befestigen der Kreuzrippe an der Außenfläche der Türverkleidung über die mindestens eine Außenwand vorgesehen, wobei sich die mindestens eine Stützfläche von der Kontaktkante der mindestens einen Außenwand und entlang der Außenfläche der Türverkleidung erstreckt.
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Die
DE 10 2005 039 813 A1 zeigt eine Seitentür für einen Kraftwagen, bei der durch eine Türtragstruktur und eine einem benachbarten Fahrzeugsitz zugewandte Türinnenverkleidung ein Türhohlraum ausgebildet ist, innerhalb welchem ein Aufprallelement zur Beeinflussung des Aufpralls eines Sitzinsassen auf die Seitentür angeordnet ist. Das Aufprallelement ist beim Aufprall der Seitentür auf einen Sitzinsassen im Wesentlichen deformationssteif ausgebildet. Das Aufprallelement kann zum Zusammenwirken mit dem Becken des Sitzinsassen im hinteren unteren Bereich der Seitentür angeordnet sein und an der Türtragstruktur, und insbesondere an einer Querstrebe der Seitentür, abgestützt sein. Die Türinnenverkleidung kann im hinteren unteren Bereich der Seitentür eine Aufprallfläche umfassen und die Aufprallfläche kann an dem Aufprallelement flächig abgestützt sein.
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Die
US 6 170 902 B1 offenbart eine Türverkleidung für eine Fahrzeugtür. Ein Verkleidungskörper weist eine erste Oberfläche auf, die dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandt ist, sowie eine zweite Oberfläche, die dem Türinnenblech zugewandt ist. Ein Flansch ist randseitig am Verkleidungskörper angeformt und verbindet letzteren mit dem Türinnenblech. Wenigstens eine Rippe verbindet einen Abschnitt der zweiten Oberfläche und den Flansch. An einem dem Türinnenblech zugewandten Rand weist die Rippe eine energiekonzentrierende Struktur auf, durch die bei einem Seitenaufprall ein lokaler Riss der Türverkleidung eingeleitet wird, wodurch Energie absorbiert wird. Die wenigstens eine Rippe ist an einem hinteren Ende der Türverkleidung oberhalb einer Armstütze ausgebildet.
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Die US 2007 / 0 246 925 A1 offenbart eine Armstützen-Baugruppe für eine Fahrzeugtür, die ein Innenblech sowie ein Außenblech aufweist. Die Baugruppe erstreckt sich vom Innenblech nach innen. Eine eindrückbare Zellenstruktur weist ein flächiges Material auf, welches eine geschlossene Form bildet. Ein Verkleidungssegment neigt sich aufwärts sowie einwärts von der Türinnenverkleidung und eine Armstützenauflage ist wenigstens teilweise durch das Verkleidungssegment gebildet. Die eindrückbare Zellenstruktur ist dazu ausgebildet, eingedrückt zu werden, wenn die Türinnenverkleidung in Richtung auf das Türinnenblech eingedrückt wird.
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Aus der
US 6 779 831 B2 ist Türstruktur für ein Fahrzeug bekannt, in der eine in einem Seitenabschnitt einer Fahrzeugkarosserie ausgebildete und in einer Richtung von hinten nach vorn durchgehende Öffnung durch eine vordere Seitentür und eine hintere Seitentür geöffnet und geschlossen wird, und die einen Überdeckungsbereich dort aufweist, wo ein hinteres Ende der vorderen Seitentür und ein vorderes Ende der hinteren Seitentür einander in Richtung der Fahrzeugbreite überdecken, wobei eine sich in der Richtung der Fahrzeugkarosserie von hinten nach vorn erstreckende vordere Aufprallschutzstrebe in der vorderen Seitentür angeordnet ist.
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Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik bietet der Schutz des Beckenbereichs eines Insassen vor Verletzungen durch eine Fahrzeugtür bei einem Seitenaufprall noch Raum für Verbesserungen. Insbesondere ist es wünschenswert, diesen Schutz in konstruktiv möglichst einfacher sowie kostenoptimierter Weise zu gewährleisten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optimierten Schutz des Beckenbereichs eines Insassen vor Verletzungen durch eine Fahrzeugtür bei einem Seitenaufprall zu ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Türbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Unteransprüche vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung betreffen.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Durch die Erfindung wird eine Türbaugruppe für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich insbesondere um einen Pkw, aber auch um einen Lkw handeln. Die Türbaugruppe ist einer Fahrzeugtür zugeordnet, welche den Innenraum des Kraftfahrzeugs nach außen abschließt.
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Die Türbaugruppe weist eine fahrzeuginnenseitig an einem Türkörper befestigte Türverkleidung auf. In diesem Zusammenhang ist „Türkörper“ als Oberbegriff für den Türrohbau, bestehend aus Innenblech und Außenblech, sowie für ein ggf. vorhandenes Türmodul zu verstehen. Ein solches Türmodul ist innenseitig des Innenblechs angeordnet, und dient bspw. zur Überdeckung von Öffnungen im Innenblech sowie zum Halten von Funktionselementen wie elektrischen Fensterhebern, Lautsprechern, Verriegelungselementen etc.. Das Innen- und Außenblech bestehen in der Regel aus Metall, wenngleich der Begriff „Blech“ in diesem Zusammenhang nicht einschränkend auszulegen ist und bspw. auch eine Ausbildung aus Faserverbundstoff denkbar wäre. Demgegenüber ist das Türmodul normalerweise aus Kunststoff gefertigt, ggf. auch aus faserverstärktem Kunststoff. Die Türinnenverkleidung ist fahrzeuginnenseitig am Türkörper befestigt, also an der Seite, die bei geschlossener Tür dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist. Sie kann insbesondere am Innenblech oder am Türmodul befestigt sein. Die Türverkleidung besteht üblicherweise aus Kunststoff. Sie kann auch eine Oberflächenschicht aufweisen, die eine ansprechende Optik und Haptik herstellt. Diese Oberflächenschicht kann z.B. aus Leder, Kunstleder oder Stoff bestehen. Die Türverkleidung kann ein- oder mehrstückig ausgebildet sein, also ggf. aus mehreren Verkleidungselementen bestehen. Die Art der Befestigung ist im Rahmen der Erfindung nicht beschränkt, wobei hier normalerweise lösbare Verbindungsmittel wie Clips, also Klammern, Schnappverbinder oder Schrauben eingesetzt werden.
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Die Türverkleidung weist einen ersten Aufprallbereich, der auch als Sitzaufprallbereich bezeichnet werden kann, auf, der beispielsweise in Fahrzeugquerrichtung einem Fahrzeugsitz gegenüberliegt, sowie einen hiermit einstückig ausgebildeten zweiten Aufprallbereich, der z.B. einem Beckenbereich eines Insassen gegenüberliegt und insofern als Beckenaufprallbereich bezeichnet werden kann. Diese Aussagen sind selbstverständlich auf den Betriebszustand des Fahrzeugs bezogen, in welchem die Tür sowie der Fahrzeugsitz bestimmungsgemäß eingebaut sind und ein Insasse auf dem Fahrzeugsitz sitzt. Hier liegt ein Bereich der Türverkleidung, der als Sitzaufprallbereich bezeichnet wird, in Fahrzeugquerrichtung (also entlang der Y-Achse) dem Fahrzeugsitz gegenüber. Richtungsangaben wie „in Fahrzeugquerrichtung“ beziehen sich hinsichtlich der Türbaugruppe auf die bestimmungsgemäß eingebaute und geschlossene Fahrzeugtür. Insbesondere kann der Sitzaufprallbereich einem Rahmen eines Sitzunterteils bzw. einer Sitzlehne oder einem seitlich am Fahrzeugsitz angeordneten Stellelement gegenüberliegen. Wenn bei einem Seitenaufprall die Tür in Fahrzeugquerrichtung eingedrückt wird, kollidiert der Sitzaufprallbereich mit dem Fahrzeugsitz. Ein anderer Bereich, der als Beckenaufprallbereich bezeichnet wird, liegt in Fahrzeugquerrichtung dem Beckenbereich des Insassen gegenüber. Beim Seitenaufprall kommt es also zu einer Kollision dieses Bereichs mit dem Beckenbereich des Insassen. Der Sitzaufprallbereich ist einstückig bzw. einteilig mit dem Beckenaufprallbereich ausgebildet, d.h. sofern die Türverkleidung aus mehreren Verkleidungselementen zusammengesetzt ist, sind der Sitzaufprallbereich und der Beckenaufprallbereich Teile ein und desselben Verkleidungselements. Bei dem Fahrzeugsitz kann es sich um den Fahrersitz, den Beifahrersitz oder auch einen Rücksitz bzw. eine Rückbank handeln. Dementsprechend kann die Fahrzeugtür die Fahrertür, Beifahrertür oder auch eine der hinteren Türen sein. Natürlich soll der jeweilige Begriff „Sitzaufprallbereich“ und „Beckenaufprallbereich“ nicht beschränkend sein. Grundsätzlich ist der Gegenstand der Erfindung als Insassenschutz zu sehen, so dass Verletzungen der Insassen im gesamten Körperbereich vermeidbar sind.
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An jedem der Aufprallbereiche ist ein Zwischenraum zwischen der Türverkleidung und dem Türkörper ausgebildet. D.h. die Türverkleidung liegt mit keinem der Aufprallbereiche (vollständig) am Türkörper an, sondern ist zu diesem wenigstens bereichsweise beabstandet. Somit ist - in Fahrzeugquerrichtung - ein Zwischenraum zwischen der Türverkleidung und dem Türkörper gegeben. Dies bezieht sich selbstverständlich auf den unbeschädigten, nicht verformten Zustand der Tür. Der Zwischenraum ist bevorzugt als Hohlraum wenigstens überwiegend leer bzw. Luft gefüllt, wenngleich es möglich ist, dass verschiedene Elemente wie bspw. Kabel für Komponenten, die am Türmodul befestigt sind, wenigstens teilweise innerhalb des Zwischenraums angeordnet sind. Aufgrund des Abstands bzw. des Zwischenraums kann jeder der Aufprallbereiche grundsätzlich als Knautschelement bzw. als energieabsorbierendes Element dienen. Von besonderer Bedeutung ist die Funktion des Beckenaufprallbereichs, der mit dem Insassen kollidiert und bei geeigneter Verformung maßgeblich dazu beitragen kann, die auf den Insassen einwirkende Maximalkraft zu begrenzen. D.h. er kann bei einer Kollision mit dem Insassen nachgeben. Demgegenüber ist das Türinnenblech typischerweise so stabil, dass es nicht in nennenswerter Weise nachgibt und sich gegenüber dem Körper des Insassen wie ein fester, starrer Körper verhalten würde.
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Zwischen den Aufprallbereichen ist ein zum Türkörper hin zurückweichender Kanalabschnitt ausgebildet, der zwei einander gegenüberliegende, sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckende Wandabschnitte aufweist, von denen jeder einstückig mit einem Aufprallbereich ausgebildet ist. Der Kanalabschnitt kann insgesamt als kanalartig oder grabenartig beschrieben werden. Während die beiden Aufprallbereiche normalerweise zumindest dort, wo sie zueinander benachbart sind, einen ähnlichen oder identischen Abstand zum Türkörper aufweisen, weicht der Kanalabschnitt in Richtung auf den Türkörper zurück. Anders ausgedrückt, das Profil der Türverkleidung verläuft im Kanalabschnitt zum Türkörper hin. Betrachtet man die Türverkleidung von einer dem Fahrzeuginnenraum zugewandten A-Seite, so lässt sich der Kanalabschnitt als Vertiefung beschreiben. Normalerweise ist der Kanalabschnitt langgestreckt ausgebildet, d.h. seine Ausdehnung entlang einer Verlaufsrichtung entspricht einem Mehrfachen (bspw. wenigstens dem Fünffachen, wenigstens dem Zehnfachen oder wenigstens dem Zwanzigfachen) seiner Ausdehnung quer zur Verlaufsrichtung. Dabei kann die Verlaufsrichtung, die gewissermaßen einer Grenzlinie zwischen dem Beckenaufprallbereich und dem Sitzaufprallbereich entspricht, lokal unterschiedlich sein, d.h. die entsprechende Grenzlinie muss im Allgemeinen nicht durchgehend gerade sein. Dabei weist der Kanalabschnitt zwei einander gegenüberliegende, sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckende Wandabschnitte auf, von denen jeder einstückig mit einem Aufprallbereich ausgebildet ist. Anders ausgedrückt, ein erster Wandabschnitt ist einstückig mit dem Sitzaufprallbereich ausgebildet, während ein diesem gegenüberliegender zweiter Wandabschnitt einstückig mit dem Beckenaufprallbereich ausgebildet ist. Die Wandabschnitte bilden gewissermaßen die „Seitenwände“ des Kanalabschnitts. Sie erstrecken sich - ausgehend vom jeweiligen Aufprallbereich - in Fahrzeugquerrichtung, verlaufen allerdings nicht notwendigerweise parallel zur Fahrzeugquerrichtung. Insofern, als die Türverkleidung in Fahrzeugquerrichtung vom Türkörper beabstandet ist, verlaufen die Wandabschnitte zum Türkörper hin. Jeder der Wandabschnitte erstreckt sich außerdem entlang der Verlaufsrichtung des Kanalabschnitts, normalerweise entlang der gesamten Länge desselben. Die Wandabschnitte können unmittelbar miteinander verbunden sein, es ist aber auch möglich, dass sie nur über die Verbindung der Aufprallbereiche indirekt miteinander verbunden sind. Im Übergang von einem Aufprallbereich zu dem ihm zugeordneten Wandabschnitt kann die Türverkleidung einen bogenförmiges bzw. abgerundetes Profil aufweisen, wodurch scharfe Kanten vermieden werden, die möglicherweise bei einem Seitenaufprall ein Verletzungsrisiko für den Insassen bedeuten könnten.
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Durch den Kanalabschnitt wird trotz einer einstückigen Verbindung des Sitzaufprallbereichs mit dem Beckenaufprallbereich bis zu einem gewissen Grad eine strukturelle Unterteilung der Türverkleidung erreicht, wobei insbesondere die Kraftübertragung vom Sitzaufprallbereich zum Beckenaufprallbereich deutlich vermindert werden kann. Wenn bei einem Seitenaufprall die Fahrzeugtür nach innen gedrückt wird, kollidiert der Sitzaufprallbereich mit dem Fahrzeugsitz und es wirkt eine Kraft in Fahrzeugquerrichtung auf den Sitzaufprallbereich ein. Diese führt bei entsprechender Stärke zu einer Verformung des Sitzaufprallbereichs. Aufgrund der einstückigen Ausbildung des Sitzaufprallbereichs mit dem Beckenaufprallbereich werden dabei zwangsläufig auch Kräfte innerhalb des Materials der Türverkleidung zum Beckenaufprallbereich übertragen. Ohne den Kanalabschnitt würde das Eindrücken des Sitzaufprallbereichs unmittelbar zu einem Eindrücken des Beckenaufprallbereichs führen, selbst wenn dieser noch keinen direkten Kontakt mit dem Beckenbereich des Insassen hat. Der Kanalabschnitt führt allerdings dazu, dass insbesondere in Fahrzeugquerrichtung wirkende Kräfte nicht unmittelbar übertragen werden. Eine derartige Übertragung wäre allenfalls über die zwischengeordneten Wandabschnitte möglich. Allein durch diese indirekte Übertragung können die Auswirkungen auf den Beckenaufprallbereich schon vermindert werden. Auch ist es möglich, dass sich die Wandabschnitte in sich verformen oder ihre Ausrichtung bezüglich der Aufprallbereiche verändern, d.h. die Verbindung zwischen dem Sitzaufprallbereich und dem Beckenaufprallbereich kann als nachgiebig charakterisiert werden. Insgesamt wird trotz einer einstückigen und somit kostengünstigen Fertigung eine wenigstens teilweise Entkopplung der Verformung des Beckenaufprallbereichs von der Verformung des Sitzaufprallbereichs erreicht. Dies wiederum verhindert eine frühzeitige Komprimierung des Beckenaufprallbereichs zum Türkörper hin, so dass der Beckenaufprallbereich beim Auftreffen auf den Beckenbereich des Insassen weiterhin nachgeben kann, wodurch die auf den Insassen wirkenden Maximalkräfte begrenzt werden können.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung entspricht eine Ausdehnung jedes Wandabschnitts in Fahrzeugquerrichtung wenigstens 70% einer Ausdehnung des Zwischenraums benachbart zum Wandabschnitt. D.h., betrachtet man den zwischen der Türverkleidung und dem Türkörper gegebenen Zwischenraum benachbart zu bzw. angrenzend an den jeweiligen Wandabschnitt, so lässt sich diesem eine erste Ausdehnung in Fahrzeugquerrichtung zuordnen. Dies ist, anders ausgedrückt, der Abstand der Türverkleidung zum Türkörper benachbart zum Wandabschnitt. Demgegenüber hat der Wandabschnitt eine zweite Ausdehnung in Fahrzeugquerrichtung, die man auch als Ausdehnung des Wandabschnitts in Richtung auf den Türkörper bezeichnen kann. Bei dieser Ausgestaltung beträgt die zweite Ausdehnung wenigstens 70 % der ersten Ausdehnung. Dieser Wert kann auch wenigstens 80 % oder wenigstens 90 % betragen. Es ist auch möglich, dass dieser Wert 100 % beträgt, so dass der Wandabschnitt am Türkörper anliegt und optional sogar gegen den Türkörper vorgespannt ist. Bei der hier dargestellten Ausführungsform sind die Wandabschnitte dazu ausgebildet, sich entweder von vornherein oder nach einer Verformung der Türverkleidung aufgrund einer in Fahrzeugquerrichtung einwirkenden Kraft am Türkörper abzustützen, wodurch eine Kraftübertragung vom Sitzaufprallbereich zum Beckenaufprallbereich weitgehend unterbunden wird. Dabei ist von besonderer Bedeutung, dass sich der Beckenaufprallbereich über den ihm zugeordneten zweiten Wandabschnitt am Türkörper abstützen kann.
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Allgemein lässt sich die Entkopplung der beiden Aufprallbereiche gut durch einen vergleichsweise schmalen, aber tiefen Kanalabschnitt erreichen. Gemäß einer entsprechenden Ausführungsform verlaufen die Wandabschnitte in einem Winkel von weniger als 30° zueinander. Sie können auch in einem Winkel von weniger als 20° zueinander verlaufen. Im Extremfall könnten sie sogar parallel zueinander verlaufen. Der Querschnitt des Kanalabschnitts kann bei dieser Ausführungsform grob als V-förmig beschrieben werden, wobei der Öffnungswinkel des „V“ maximal 30° beträgt. Allgemein muss der Winkel auch nicht konstant sein, d.h. bezogen auf den Querschnitt (quer zur Verlaufsrichtung des Kanalabschnitts) müssen die Wandabschnitte nicht gerade ausgebildet sein, sondern können auch wenigstens abschnittsweise gekrümmt oder abgewinkelt sein. Im Allgemeinen ist allerdings eine gerade Ausbildung ausreichend. Zwischen den beiden Wandabschnitten kann ein sich auch waagerecht erstreckender Bodenabschnitt angeordnet sein, wobei sich die Wandabschnitte winklig von diesem wegerstrecken. Die V-förmigen Wandabschnitte verformen sich in unterschiedliche Richtungen, bauchen quasi aus und knicken nicht, wobei eine Blockade der Wandabschnitte gegeneinander, also ein Berühren vermieden ist.
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Erfindungsgemäß weist der Kanalabschnitt einen sich in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten erstreckenden unteren Abschnitt und einen hiervon ausgehenden, sich aufwärts erstreckenden hinteren Abschnitt auf. Diese Aussagen beschreiben die oben erwähnte Verlaufsrichtung des Kanalabschnitts. Der untere Abschnitt begrenzt den zweiten Aufprallbereich, also z.B. den Beckenaufprallbereich nach unten, während der hintere Abschnitt den Beckenaufprallbereich nach hinten begrenzt. Der untere Abschnitt verläuft nach hinten in Fahrzeuglängsrichtung, wobei er allerdings im Allgemeinen nicht parallel zur Fahrzeuglängsachse verlaufen muss, sondern gegen diese geneigt sein kann. Die Neigung kann bspw. an eine Neigung der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes angepasst sein. An den unteren Abschnitt schließt sich der optionale hintere Abschnitt an, der aufwärts verläuft, allerdings normalerweise nicht parallel zur Hochachse des Fahrzeugs. In der Regel ist der hintere Abschnitt gegen die Hochachse geneigt, was bspw. in etwa der Neigung einer Rückenlehne des Fahrzeugsitzes entsprechen kann. Der Übergang vom unteren Abschnitt zum hinteren Abschnitt kann mehr oder weniger klar definiert sein, so kann bspw. am Übergang eine gebogene oder eine abgewinkelte Linienführung gegeben sein.
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Jeder der Wandabschnitte kann in sich geschlossen ausgebildet sein. Im Hinblick auf das Verhalten des Kanalabschnitts sowie der sich hieran anschließenden Aufprallbereiche bei einem Seitenaufprall hat es sich allerdings oftmals als vorteilhaft herausgestellt, wenn im Kanalabschnitt wenigstens eine Durchgangsausnehmung ausgebildet ist. Hierbei bezeichnet „Durchgangsausnehmung“ eine Ausnehmung, die durch die Wandung der Türverkleidung hindurchgeführt ist, im Gegensatz zu einer Blindausnehmung. Die Durchgangsausnehmung kann beim Urformen der Türverkleidung eingeformt werden oder sie kann nachträglich durch geeignete Verfahren wie Fräsen, Schneiden, Laserschneiden oder dergleichen eingebracht werden. Durch eine solche Durchgangsausnehmung werden selbstverständlich die mechanische Stabilität bzw. die strukturellen Eigenschaften des Kanalabschnitts beeinflusst. Die mechanische Kopplung der an die Durchgangsausnehmung angrenzenden Bereiche der Türverkleidung wird geschwächt und es ergibt sich insgesamt eine leichtere Verformbarkeit. Auch ist es möglich, durch eine spezielle Geometrie und Anordnung der Durchgangsausnehmung die Bewegung einzelner Abschnitte zu beeinflussen, die sich bei einer Krafteinwirkung im Zuge eines Seitenaufpralls ergibt. D.h., man kann hierüber Ablauf und Dynamik der Verformung beeinflussen.
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Dabei kann wenigstens eine Durchgangsausnehmung als sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckender Wandschlitz innerhalb eines Wandabschnitts oder zwischen den Wandabschnitten ausgebildet sein. Der Wandschlitz erstreckt sich in Fahrzeugquerrichtung, man könnte auch sagen, in Richtung zum Türkörper. Er ist dabei in Fahrzeugquerrichtung langgestreckt, d.h. sein Querschnitt in Fahrzeugquerrichtung ist größer quer hierzu. Er kann sich insbesondere in Fahrzeugquerrichtung entlang der gesamten Ausdehnung des Wandabschnitts erstrecken. Der jeweilige Wandschlitz kann entweder innerhalb eines Wandabschnitts angeordnet sein, d.h. er kann den Wandabschnitt unterteilen, was sich primär auf die strukturelle Festigkeit dieses Wandabschnitts auswirkt, oder er kann zwischen den Wandabschnitten ausgebildet sein, also die beiden Wandabschnitte voneinander trennen, was sich insbesondere dahingehend auswirkt, dass beide Wandabschnitte in stärkerem Maße voneinander unabhängig verformbar sind.
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Insbesondere kann wenigstens ein Wandschlitz in einem Übergangsbereich zwischen dem unteren Abschnitt und dem hinteren Abschnitt ausgebildet sein. Hierdurch wird vor allen Dingen erreicht, dass derjenige Teil des Wandschlitzes, der dem unteren Abschnitt zugeordnet ist, in stärkerem Maße unabhängig von demjenigen Teil verformbar ist, der dem hinteren Abschnitt zugeordnet ist. Insbesondere bei einem abgewinkelten Übergang vom unteren Abschnitt zum hinteren Abschnitt kann die Verbindung der beiden Abschnitte zu einer Versteifung der Struktur des Kanalabschnitts führen, die unter Umständen kontraproduktiv ist. Dies kann dadurch abgemildert werden, dass der jeweilige Wandabschnitt durch wenigstens einen Wandschlitz durchbrochen wird. Es ist auch möglich, in dem Übergangsbereich eine Mehrzahl von Wandschlitzen vorzusehen.
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Weiterhin kann wenigstens ein Wandschlitz endseitig des Kanalabschnitts ausgebildet sein. Ein solcher Wandschlitz kann in einem Endbereich eines Wandabschnitts ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Wandschlitz zwischen den beiden Wandabschnitten ausgebildet sein und diese voneinander trennen.
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Des Weiteren kann zum Türkörper hin wenigstens ein Bodenschlitz zwischen den Wandabschnitten ausgebildet sein. Der Bodenschlitz ist gewissermaßen an dem Ende der Wandabschnitte ausgebildet, welches dem Türkörper zugewandt ist. An diesem Ende kann zwischen den Wandabschnitten ein Bodenabschnitt ausgebildet sein. Insbesondere kann sich der Bodenschlitz entlang der gesamten Länge des Kanalabschnitts erstrecken. Dieser Bodenschlitz kann in einen Wandschlitz übergehen, der endseitig des Kanalabschnitts ausgebildet ist. Durch den Bodenschlitz (ggf. zusätzlich zu einem endseitig vorhandenen Wandschlitz) werden die beiden Wandabschnitte voneinander entkoppelt, was wiederum eine verstärkte Entkopplung des Sitzaufprallbereichs vom Beckenaufprallbereich zur Folge hat.
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Aufgrund der Struktur des Kanalabschnitts ist zum Fahrzeuginnenraum hin eine Öffnung ausgebildet, die gewissermaßen in den Bereich zwischen den gegenüberliegenden Wandabschnitten mündet. In Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren, insbesondere der gewünschten Ästhetik der Türverkleidung, kann es akzeptabel sein, dass diese Öffnung vom Fahrzeuginnenraum aus sichtbar ist. Falls dies nicht der Fall ist, kann gemäß einer Ausführungsform der Kanalabschnitt (und somit die entsprechende Öffnung) zum Fahrzeuginnenraum hin durch ein Abdeckungselement abgedeckt sein. Das Abdeckungselements ist bevorzugt mit der Türverkleidung verbunden, bspw. mit einem der Aufprallbereiche oder mit einem der Wandabschnitte. Dabei ist es allerdings bevorzugt, dass das Abdeckungselements nur auf einer Seite des Kanalabschnitts mit der Türverkleidung verbunden ist (bspw. mit dem Beckenaufprallbereich), während es auf der anderen Seite des Kanalabschnitts (bspw. am Sitzaufprallbereich) lediglich lose aufliegt. Eine beiderseitige Verbindung würde der gewünschten Entkopplung der beiden Aufprallbereiche entgegenwirken.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand von unterschiedlichen, in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
- 1 eine Seitenansicht eines Fahrzeugsitzes mit einem Insassen sowie einer Fahrzeugtür mit einer erfindungsgemäßen Türbaugruppe bei einem Seitenaufprall;
- 2 eine perspektivische Darstellung der Fahrzeugtür aus 1;
- 3 eine Detailansicht eines Verkleidungselements der Türbaugruppe aus 2;
- 4 eine perspektivische Schnittdarstellung eines Teils der Fahrzeugtür aus 1; sowie
- 5 eine Detailansicht von 4.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 zeigt eine Seitenansicht einer Fahrzeugtür 1 mit einer erfindungsgemäßen Türbaugruppe 2 sowie eines Fahrzeugsitzes 22 mit einem darauf befindlichen Insassen 25, der hier schematisch als Dummy dargestellt ist. Die Fahrzeugtür 1 sowie der Sitz 22 sind Teile eines PKWs, dessen restliche Komponenten hier aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen sind. In der 1 ist eine typische Situation während eines Seitenaufpralls dargestellt, in welcher ein anderes Kraftfahrzeug 30 (oder eine Barriere) u.a. seitlich auf die Fahrzeugtür 1 trifft und diese in Richtung auf den Fahrzeugsitz 22 mit dem Insassen 25 deformiert. Die Fahrzeugtür 1 weist einen Türkörper 3 mit einem Innenblech 4 sowie einem Außenblech 5 auf. Innenseitig ist am Innenblech 4 eine Türverkleidung 6 befestigt, die in diesem Fall aus einem ersten Verkleidungselement 7 sowie einem zweiten Verkleidungselement 8 zusammengesetzt ist. Während der Türkörper 3 aus Metallblech gefertigt ist, sind die Verkleidungselemente 7,8 aus Kunststoff gefertigt. Sie weisen jeweils eine Struktur auf, die als dünnwandig sowie schalenähnlich bezeichnet werden kann.
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Die genaue Struktur der Türverkleidung 6 bzw. des zweiten Verkleidungselements 8 wird nun mit Bezug auf 2 bis 5 erläutert.
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Innerhalb des zweiten Verkleidungselements 8 lässt sich ein erster Aufprallbereich 9 definieren, der beispielsweise in Fahrzeugquerrichtung (also entlang der Y-Achse) dem Fahrzeugsitz 22 gegenüberliegt. Der erste Aufprallbereich 9 wird im Folgenden als Sitzaufprallbereich 9 bezeichnet. Bei einem Seitenaufprall kollidiert der Sitzaufprallbereich 9 dementsprechend ausschließlich oder überwiegend mit dem Fahrzeugsitz 22. Des Weiteren lässt sich ein zweiter Aufprallbereich 10 definieren. Der zweite Aufprallbereich 10 wird im Folgenden als Beckenaufprallbereich 10 bezeichnet, der in Richtung der Y-Achse einem Beckenbereich 26 des Insassen 25 gegenüberliegt. Dementsprechend kollidiert er bei einem Seitenaufprall überwiegend oder ausschließlich mit dem Beckenbereich 26. Wie insbesondere in 4 erkennbar ist, ist in Fahrzeugquerrichtung in jedem der Aufprallbereiche 9, 10 ein Zwischenraum zwischen der Türverkleidung 6 (genauer gesagt dem zweiten Verkleidungselement 8) und dem Türkörper 3 (genauer gesagt dem Innenblech 4) gegeben. Aufgrund des Zwischenraums und der insgesamt vergleichsweise leichten Verformbarkeit des Kunststoffmaterials, aus welchem die Türverkleidung 6 besteht, kann jeder Aufprallbereich 9, 10 bei einem Seitenaufprall nachgeben bzw. eingedrückt werden. Dies bedeutet im Hinblick auf den Beckenaufprallbereich 10, dass die auf den Beckenbereich 26 wirkenden Maximalkräfte begrenzt werden können, um Verletzungen des Insassen 25 zu verhindern.
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Im Zuge des Seitenaufpralls ist es allerdings so, dass der Sitzaufprallbereich 9 mit harten Teilen des Fahrzeugsitzes 22 kollidiert, bevor es zu einer Kollision zwischen dem Beckenaufprallbereich 10 und dem Beckenbereich 26 kommt. D.h., eine Kompression innerhalb des Sitzaufprallbereichs 9 beginnt, bevor der Beckenaufprallbereich 10 überhaupt mit dem Insassen 25 in Kontakt kommt. Um zu verhindern, dass die Vorkompression sich in maßgeblicher Weise auf den Beckenaufprallbereich 10 ausbreitet, ist zwischen dem Sitzaufprallbereich 9 und dem Beckenaufprallbereich 10 ein Kanalabschnitt 11 ausgebildet, der beim Urformen des zweiten Verkleidungselements 8 eingeformt werden kann. Wie insbesondere mit Blick auf 3 und 4 deutlich wird, weist der Kanalabschnitt 11 einen ersten Wandabschnitt 12 auf, der sich an den Sitzaufprallbereich 9 anschließt, sowie einen zweiten Wandabschnitt 13, der sich an den Beckenaufprallbereich 10 anschließt. Beide Aufprallbereiche 9, 10 sowie der Kanalabschnitt 11 sind als Teile des zweiten Verkleidungselements einstückig miteinander ausgebildet.
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Der Kanalabschnitt 11 lässt sich grob unterteilen in einen unteren Abschnitt 11.1 sowie einen hinteren Abschnitt 11.2. Der untere Abschnitt 11.1 verläuft entlang der X-Achse nach hinten, wobei er leicht abwärts geneigt ist. Dieser Verlauf entspricht in etwa der oberen Kontur der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes 22. Der hintere Abschnitt 11.2 schließt sich an den unteren Abschnitt 11.1 an und ist gegenüber diesem abgewinkelt, d.h. er verläuft schräg nach oben. Sein Verlauf entspricht in etwa der vorderen Kontur der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes 22. Jeder der o.g. Wandabschnitte 12, 13 erstreckt sich sowohl entlang des unteren Abschnitts 11.1 als auch entlang des hinteren Abschnitts 11.2. Die beiden Wandabschnitte 12, 13 verlaufen in Fahrzeugquerrichtung in Richtung auf den Türkörper 3 (bzw. das Innenblech 4). Allerdings verläuft keiner der Wandabschnitte 12, 13 parallel zur Y-Achse, sondern beide sind V-förmig auf einander zu geneigt und verlaufen in diesem Beispiel in einem Winkel von ca. 10° zueinander.
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Die Ausdehnung der Wandabschnitte 12, 13 entlang der Y-Achse entspricht vorliegend ca. 90 % des Abstands zwischen dem zweiten Verkleidungselement 8 und dem Innenblech 4, jeweils bezogen auf einen Ort unmittelbar benachbart zu dem jeweiligen Wandabschnitt 12, 13. D.h. in diesem Beispiel berühren die Wandabschnitte 12, 13 das Innenblech 4 nicht, solange die Türbaugruppe 2 nicht deformiert ist. An ihrem dem Innenblech 4 zugewandten Ende gehen die Wandabschnitte 12, 13 in einen Bodenabschnitt 17 über. Dieser ist allerdings nicht geschlossen, sondern von einem durchgehenden Bodenschlitz 18 durchzogen, welcher somit auch die beiden Wandabschnitte 12,13 voneinander trennt. Endseitig des unteren Abschnitts 11.1 geht der Bodenschlitz 18 in einen ersten Wandschlitz 14 über, der zu einer Gruppe von insgesamt drei ersten Wandschlitzen 14 gehört. Endseitig des hinteren Abschnitts 11.2 ist eine Gruppe von zweiten Wandschlitzen 15 ausgebildet, von denen einer in den Bodenschlitz 18 übergeht.
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Durch die beschriebene Trennung sind die beiden Wandabschnitte 12,13 weitgehend voneinander entkoppelt, was wiederum zu einer wenigstens weitgehenden Entkopplung der beiden Aufprallbereiche 9,10 führt. D.h. eine Verformung des Sitzaufprallbereichs 9 wirkt sich nicht oder nur geringfügig auf eine Verformung des Beckenaufprallbereichs 10 aus. Eine entscheidende Funktion der Wandabschnitte 12, 13 besteht darin, den Kraftfluss zwischen dem Sitzaufprallbereich 9 und dem Beckenaufprallbereich 10 zu unterbrechen oder zumindest zu verringern. Eine andere Funktion besteht darin, etwaige auf den jeweiligen Aufprallbereiche 9,10 wirkende Kräfte in Richtung auf das Innenblech 4 abzuleiten. Man kann auch sagen, dass sich bspw. der Beckenaufprallbereich 10 über den zweiten Wandabschnitt 13 am Innenblech 4 abstützen kann, was einer vorzeitigen Verformung des Beckenaufprallbereichs 10 entgegenwirkt. Andererseits könnte insbesondere die abgewinkelte Struktur des Kanalabschnitts 11 mit dem unteren Abschnitt 11.1 und dem hinteren Abschnitt 11.2 derart versteifen, dass die vorgesehene Deformierung des Beckenaufprallbereichs 10 hierdurch behindert wird. Um dies zu vermeiden, sind zum einen die bereits beschriebenen ersten und zweiten Wandschlitze 14, 15 vorgesehen sowie im Übergangsbereich zwischen dem unteren Abschnitt 11.1 und dem hinteren Abschnitt 11.2 eine Gruppe von dritten Wandschlitzen 16. Insgesamt besteht eine Funktion der Wandschlitze 14, 15, 16 darin, die Steifigkeit des Kanalabschnitts 11 gezielt lokal zu verringern, umso dessen Verformungsverhalten bei einem Seitenaufprall in vorgesehener Weise einzustellen.
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Unter Umständen kann das Vorhandensein des Kanalabschnitts 11 den ästhetischen Eindruck der Türverkleidung 6 beeinträchtigen. Aus diesem Grunde kann ein in 5 erkennbares Abdeckungselements 20 vorgesehen sein, dass die zum Fahrzeuginnenraum hin gegebene Öffnung 19 des Kanalabschnitts 11 abdeckt. In 3 und 4 ist das Abdeckungselement 20 aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen. Da es die technische Funktion hat, die Ausgestaltung und den Zweck des Kanalabschnitts nicht zu behindern, kann es sehr leicht und materialsparend ausgeführt sein und ebenfalls aus Kunststoff bestehen. Es ist denkbar, dass Abdeckungselement unmittelbar an das zweite Verkleidungselement 8 anzuformen, was allerdings im Allgemeinen fertigungstechnisch kompliziert ist. Alternativ kann das Abdeckungselements 20 separat vorgefertigt werden und anschließend mit dem Verkleidungselement 8 verbunden werden. Die entsprechende Verbindung könnte z.B. mittels Klammern oder durch Kleben oder Ultraschallschweißen hergestellt werden. Um die beschriebene Entkopplung des Beckenaufprallbereichs 10 vom Sitzaufprallbereich 9 nicht zu beeinträchtigen, ist das Abdeckungselements 20 normalerweise nur auf Seiten eines der Aufprallbereiche 9,10 mit dem zweiten Verkleidungselement 8 verbunden, während es auf Seiten des anderen Aufprallbereichs 9, 10 z.B. nur lose aufliegt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugtür
- 2
- Türbaugruppe
- 3
- Türkörper
- 4
- Innenblech
- 5
- Außenblech
- 6
- Türverkleidung
- 7, 8
- Verkleidungselement
- 9
- Sitzaufprallbereich
- 10
- Beckenaufprallbereich
- 11
- Kanalabschnitt
- 11.1
- unterer Abschnitt
- 11.2
- hinterer Abschnitt
- 12, 13
- Wandabschnitt
- 14,15, 16
- Wandschlitz
- 17
- Bodenabschnitt
- 18
- Bodenschlitz
- 19
- Öffnung
- 20
- Abdeckungselement
- 22
- Fahrzeugsitz
- 25
- Insasse
- 26
- Beckenbereich
- 30
- Kraftfahrzeug
- X
- X-Achse
- Y
- Y-Achse
- Z
- Z-Achse
