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Die
Erfindung bezieht sich auf ein verschwenkbares Türelement für ein Kraftfahrzeug.
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Aus
der
EP 0 493 225 A1 und
der
FR 2 380 911 A1 sind
flächige
Türelemente
für Kraftfahrzeuge bekannt,
die um eine horizontale und quer zur Fahrtrichtung verlaufende Achse
verschwenkbar sind.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, die bekannten Türelemente insbesondere für ein Fahrzeug
ohne festen Dachaufbau weiterzubilden, bei möglichst einfacher Bauweise.
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Diese
Aufgabe wird durch ein verstellbares Türelement mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
Anspruch 4 betrifft eine seitliche Rahmenstruktur mit einem erfindungsgemäßen Türelement.
Durch den durchgehenden Brüstungsträger ergibt
sich eine besonders steife und crashsichere seitliche Rahmenstruktur.
Der Brüstungsträger bildet
bei Fahrzeugen ohne festen Dachaufbau die obere seitliche Begrenzungslinie
("Gürtellinie"). Dadurch, dass
das Türelement
Teil des Brüstungsträgers ist,
bleibt der Brüstungsträger in seinem
Verlauf erhalten und wird nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt,
durch eine Seitentür
unterbrochen. Zum Ein- und Aussteigen kann das Türelement zwar verschwenkt werden; während der
Fahrt ist durch das geschlossene Türelement der durchgehende Trägerverlauf
in jedem Fall gewährleistet.
Hierdurch bleiben die Steifigkeits- und Festigkeitseigenschaften
der seitlichen Rahmenstruktur erhalten. Erfindungsgemäß handelt
es sich bei dem Türelement
entsprechend der Form des Brüstungsträgers um
ein balkenförmiges
Element mit geringem Eigengewicht bei gleichzeitig hoher Steifigkeit.
Daher ist das Türelement
ohne weiteres zur Aufnahme beispielsweise eines Seitenairbags geeignet.
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Die
Erfindung kommt bevorzugt bei solchen Fahrzeugen zum Einsatz, bei
denen die Rahmenstruktur auch aus Profilen aufgebaut ist und ein sogenanntes "Spaceframe" bildet. Als Profile
werden im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung langgestreckte
Bauteile bezeichnet, mit vorzugsweise geschlossenem Querschnitt,
die beispielsweise aus Leichtmetall bestehen und im Strangpressverfahren
hergestellt werden.
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Die
Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 beschreibt eine seitliche
Rahmenstruktur in Form eines äußerst biegesteifen "Leiterrahmens". Das balkenförmige Türelement
ist tragender Bestandteil des Rahmens, da es einen Abschnitt des Brüstungsträgers bildet.
Lediglich zum Ein- und Aussteigen wird das Türelement verschwenkt; während der
Fahrt fügt
es sich wieder in den Trägerverlauf
ein und gewährleistet
bis auf die Trennfugen auch optisch einen ungestörten Brüstungsträgerverlauf. Bei entsprechend
steif gestalteter Schwenklagerung und Verriegelung ist ein ungehinderter
Kraftfluß im
Brüstungsträger gewährleistet.
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Ein
besonderer Effekt hinsichtlich des Fahrzeug-Stylings ergibt sich
dann, wenn die seitliche Rahmenstruktur nicht durch Verkleidungsteile
verdeckt wird, sondern von außerhalb
des Fahrzeugs sichtbar ist, wie dies an sich aus der
DE 43 30 014 A1 bekannt
ist. Für
diesen Fall ist das Türelement
in seiner Funktion als sichtbarer, tragender Bestandteil der Karosserie
gleichzeitig ein dominantes stilistisches Gestaltungsmittel.
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Die
aus der
EP 0493225
A1 an sich bekannte Schwenklagerung im Bereich des vorderen
Pfostens (Anspruch 6) hat bei einer Rahmenstruktur gemäß der Erfindung
besondere Vorteile: Die Schwenklagerung kann besonders einfach aufgebaut
sein, da keine seitliche Verlagerung des Türelements erforderlich ist,
woraus sich Kosten- und Gewichtsvorteile ergeben. Durch die Verschwenkung
nach oben wird die Unfallgefahr, die von konventionellen, seitlich
verschwenkbaren Türen
insbesondere bei Nacht und gegenüber
Fahrradfahrern ausgeht, deutlich vermindert. Die Verschwenkbarkeit
nach oben schließt darüber hinaus
auch eine Überlastung
der Lagerstelle durch das Körpergewicht
einer Person aus, wie dies bei einer seitlichen Verschwenkbarkeit
gegeben wäre,
wenn sich ein Fahrzeugnutzer beispielsweise auf das freie Ende des
geöffneten
Türelements
setzen würde.
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Selbstverständlich ist
alternativ auch eine Schwenklagerung des Türelements im Bereich des hinteren
Pfostens möglich.
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Durch
die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 7 ergibt sich für die Schwenklagerung
des Türelementes
eine breite Abstützbasis
mit einer guten Führung
des Türelements
beim Öffnen
und Schließen.
Durch den sowieso vorhandenen Querträger, der beispielsweise der
Anbindung einer Instrumententafel oder der Versteifung der Karosserie dient,
wird eine hohe Lagersteifigkeit erzielt, durch die in ausreichendem
Maße Querkräfte aufgenommen
werden können.
Derartige Querkräfte
treten beispielsweise beim Anlehnen durch einen Fahrzeugnutzer oder
durch Windkräfte
bei einem am Türelement
angebrachten Türblatt
auf.
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Durch
die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 8 wird sichergestellt,
dass das freie Ende des Türelementes
nahezu spielfrei an den Brüstungsträger angebunden
werden kann, wodurch sich ein ungestörter Kraftfluß über die
gesamte Länge
des Brüstungsträgers ergibt.
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Bei
einer Betätigungseinrichtung
gemäß Anspruch
9 verläuft
die Bewegungsrichtung für
die Betätigung
der Handhabe zur Entriegelung des Türelements von unten nach oben
und damit gleichsinnig mit der gewünschten Bewegung des Türelementes. Es
erfolgt ein unmittelbarer und harmonischer Übergang von der Betätigung der
Handhabe in die Öffnungsbewegung
des Türelementes.
Die Öffnungsbewegung
wird beispielsweise durch eine Gasfeder in bekannter Weise unterstützt, wobei
aufgrund des geringen Gewichtes des Türelementes bereits geringe Federkräfte genügen. Bei
der Konzeption eines Fahrzeugs ohne Verdeck ist der Türöffnungsmechanismus
vorteilhafterweise an der Innenseite des das Türelement bildenden Profils
anzubringen. An dieser Stelle kann der Öffnungsmechanismus in ergonomisch
günstiger
Weise sowohl von innerhalb als auch von außerhalb des Fahrzeugs bedient
werden. Außerdem
wird durch den innenseitigen Anbringungsort der außenseitige
Verlauf des Brüstungsträgers nicht gestört. Durch
den Verzicht auf einen zweiten Türöffner werden
ferner die Herstellkosten gesenkt.
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Strangprofile
aus Leichtmetall (Anspruch 10) zeichnen sich durch ihr geringes
Eigengewicht und ihre vielfältigen
Einsatzmöglichkeiten
aus. Ein besonderer Vorteil von Strangprofilen liegt darin, dass
sie in ihrem Querschnitt so gestaltet werden können, wie es der spezielle
Einsatzzweck erfordert. So können durch
die Ausbildung als Mehrkammerhohlprofil hohe Steifigkeiten bei gleichzeitiger
Integration verschiedener Funktionen realisiert werden. Insbesondere
kann hierbei die dem Pfosten zugewandte untere Kammer des Profils
so gestaltet werden, dass sie sich in besonderer Weise zur Anbindung
der Pfosten eignet.
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Neben
einzelnen Kammern können
auch gezielt angebrachte Stege oder Flansche (Anspruch 11) weitere
Funktionen übernehmen,
wie beispielsweise die Funktion einer Anlage- und/oder Befestigungsfläche für ein Scharnier,
eine Verriegelungs- oder
Entriegelungseinrichtung, für
Innenverkleidungsteile oder äußere Beplankungselemente
der Karosserie.
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Gemäß Anspruch
12 kann die Übertragungseinrichtung
in einfacher Weise verdeckt und geschützt vor äußerer Einwirkung im Inneren
einer der Kammern des Hohlprofils untergebracht werden. Durch die
in der Regel relativ großen
verwendeten Querschnitte ergibt sich eine einfache Montage für die Übertragungseinrichtung.
Gleichzeitig gewährleisten
Mehrkammerprofile aufgrund ihres hohen Flächenträgheitsmomentes und des großen wirksamen Randfaserabstandes
ein entsprechend hohes Biegewiderstandsmoment.
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Durch
die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 13 kann das äußere Erscheinungsbild
des oben offenen Fahrzeuges in einfacher Weise verändert werden.
Während
das balkenförmige
Türelement
selbst den offenen Charakter des Fahrzeuges verstärkt, erzeugt
das zusätzliche
Verkleidungsteil eine geschlossene Seitenfläche mit entsprechendem Witterungsschutz
bei Regen oder Kälte.
Vorzugsweise ist das Verkleidungsteil leicht demontierbar am Türelement
anzubringen.
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Ein
mögliches
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist anhand der Zeichnung dargestellt und nachfolgend
näher erläutert. Es
zeigt:
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1 einen
Ausschnitt der seitlichen Rahmenstruktur eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges in
der Seitenansicht bei geschlossenem Türelement,
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2 eine
der 1 entsprechende Darstellung mit geöffnetem
Türelement,
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3 eine
perspektivische Darstellung eines Fahrzeugabschnittes im Bereich
des Türelementes
in der Ansicht von innerhalb des Fahrzeuges,
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4 eine
Draufsicht auf die Schwenklagerung des Türelements,
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5 eine
Schnittdarstellung der Schwenklagerung entsprechend der Schnittverlaufslinie
V-V in 4,
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6 einen
Vertikalschnitt durch das Türelement
im Bereich der Entriegelungseinrichtung gemäß der Schnittverlaufslinie
VI-VI in 3,
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7 einen
Vertikalschnitt durch das Türblatt
im Bereich des Schwellers gemäß der Schnittverlaufslinie
VII-VII in 3,
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8 eine
Konsole für
die Aufnahme des Zentrierdorns und des Befestigungsverschlusses
für das
Türblatt
in perspektivischer Ansicht,
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9 einen
Schnitt durch die Konsole entlang der Schnittverlaufslinie XI-XI
in 3 und
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10 einen
Vertikalschnitt durch das Türelement
mit angesetztem Türblatt
im Bereich des Befestigungsverschlusses entlang der Schnittverlaufslinie
X-X in 3.
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Die 1 und 2 zeigen
eine erfindungsgemäße seitliche
Rahmenstruktur eines Kraftfahrzeuges. Die Rahmenstruktur setzt sich
zusammen aus einem Schweller 1, der in seinem hinteren
Bereich mit einer Abdeckung 2 verkleidet ist, die einen gerundeten Übergang
vom Schweller 1 zu einem hinteren Pfosten 4 schafft.
Der hintere Pfosten 4 sowie ein vorderer Pfosten 3 verbinden
den Schweller 1 mit einem Brüstungsträger 5, der sich über einen
Großteil
der Länge
des Fahrzeuges erstreckt. Der Brüstungsträger 5 ist
zwischen dem Pfosten 3 und 4 zur Bildung eines
Türelements 6 durchtrennt
(vordere Fuge 7, hintere Fuge 8). Hierdurch wird
der Brüstungsträger in einen
vorderen Teil 5a, das Türelement 6 und
einen hinteren Teil 5b unterteilt. Das Türelement 6 ist über eine
Schwenklagerung 9 im Bereich des vorderen Pfostens 3 drehbar
gelagert. Eine Verriegelungseinrichtung in Form eines Türschlosses 10 verbindet
den hinteren Endabschnitt des Türelementes 6 mit
dem Brüstungsträger 5b.
Eine etwa mittig am Türelement 6 angeordnete
Entriegelungseinrichtung 11 ist mit dem Türschloß 10 verbunden.
In der geöffneten
Stellung des Türelementes 6 (2)
ist die Schließplatte 12 des
Türschlosses 10 sichtbar, die
eine Öffnung 13 für einen
am Brüstungsträger 5b angeordneten
Schließzapfen
aufweist. Der maximale Öffnungswinkel α ist in 2 dargestellt.
Ein abnehmbares Türblatt 14,
das an der Unterseite des Türelementes 6 angebracht
werden kann, geht insbesondere aus 2 hervor.
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Die 3 bis 5 zeigen
Einzelheiten der Schwenklagerung 9 sowie weitere Merkmale
der Erfindung. Die Schwenklagerung 9 stützt sich einerseits am vorderen
Teil 5a des Brüstungsträgers 5 und andererseits
an zwei Konsolen 15 und 16 ab. Diese Konsolen
sind ihrerseits mit einem Querträger 17 für eine Instrumententafel
sowie einem vorderen Querträger 18 verbunden.
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Die
Schwenklagerung 9 ist im einzelnen wie folgt aufgebaut:
Ein hutförmiger
Lagerring 19 ist in die obere Kammer 20 des Brüstungsträgers 5a verdrehfest
eingesetzt. In den Lagerring 19 ist eine Achse 21 eingeschraubt.
Mit der Bezugszahl 22 ist die Mittelachse der Schwenklagerung 9 bezeichnet.
Die zylindrische Außenfläche der
Achse 21 trägt
Gleitlager 72 für
die aufgeschobene Lagerhülse 23,
die einerseits eine Scharnierplatte 24 und andererseits
einen Schwenkhebel 25 trägt. Die Scharnierplatte 24 ist fest
mit dem Türelement 6 verschraubt.
Am Schwenkhebel 25 ist das eine Ende einer Gasfeder 26 angelenkt.
Das andere Ende der Gasfeder 26 ist an dem diagonal verlaufenden
Stützträger 27 (3) befestigt.
Die Gasfeder 26 unterstützt
die Öffnungsbewegung
des Türelements 6.
Gleichzeitig wird durch eine entsprechend bemessene Kolbenstangenlänge der
Gasfeder 26 ein Endanschlag für die Öffnungsbewegung des Türelements 6 erreicht. Über eine
Druckbuchse 28 wird die Achse 21 mit Hilfe von Mutter
und Kontermutter 29, 30 hinsichtlich ihres Axialspiels
festgelegt. Somit kann in einfacher Weise eine Einstellung des Spiels
innerhalb der Schwenklagerung 9 erfolgen. Anstelle der
Druckbuchse 28 könnte
auch ein Reibscheiben- oder Tellerfedernpaket die Vorspannung auf
die Lagerhülse 23 übertragen.
Eine Gleitbuchse 31 am Außenumfang der Druckbuchse 28 stellt
die Verbindung zu den Konsolen 15 und 16 her.
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3 zeigt
darüber
hinaus das Türschloß 10,
das eine Grundplatte 32 sowie eine Versteifungsplatte 33 aufweist,
die mit dem Türelement 6 mitverschwenkt
werden. Durch die steife Ausbildung des Türschlosses 10 ist
eine starre Verbindung zwischen dem Türelement 6 und dem
Brüstungsträger 5b möglich. Darüber hinaus
sind in 3 sowohl die Entriegelungseinrichtung 11 als
auch zwei Konsolen 34 zur Anbindung des Türblattes 14 an
das Türelement 6 angedeutet.
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6 zeigt
die Entriegelungseinrichtung 11 im Schnitt. Das Türelement 6 ist
ebenso wie der gesamte Brüstungsträger 5 ein
Zweikammer-Hohlprofil, das im Strangpreßverfahren aus einer Aluminiumlegierung
hergestellt ist. Das Strangprofil des Türelements 6 weist
eine obere Kammer 20 sowie eine untere Kammer 35 auf.
Die Außenfläche 36 der
oberen Kammer 20 wird nicht durch Verkleidungsteile abgedeckt
und ist somit sichtbare Außenfläche des
Fahrzeugs. Die untere Kammer 35 weist an ihrem unteren Endabschnitt
reduzierte Materialstärken
auf, damit in diesem Bereich die Pfosten 3 und 4 formschlüssig eingesteckt
und anschließend
verschweißt
werden. Die Innenseite 38 des Profils des Türelements 6 ist auf
seiner ganzen Länge
Anlagefläche
für eine
Innenverkleidung 39, die aus einem Schaumkörper 40 sowie
einer glatten Außenhaut 41 besteht.
Im Bereich der Schnittdarstellung der 6 ist die
Entriegelungseinrichtung 11 dargestellt, die sich aus einer Befestigungsplatte 42 sowie
einem Griff 43 zusammensetzt. Ein Umlenkmechanismus 44 wandelt
die Öffnungsbewegung
in Richtung des Pfeils 48 um in eine Längsbewegung eines stangenförmigen Betätigungselementes 45.
Des weiteren ist am Profil des Türelements 6 ein
kurzer Steg 46 angebracht, der bei angesetztem Türblatt 14 die
zwischen Türblatt 14 und
der Profiltrennwand 47 entstehende Fuge abdeckt. Ein Türschließzylinder
ist – in
der Darstellung von 6 nicht sichtbar – in die
Außenfläche 49 des Griffes 43 integriert.
Der Türschließzylinder
ist somit der Entriegelungseinrichtung 11 ("Türöffner") zugeordnet und blockiert diese bzw.
gibt sie frei.
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7 zeigt
die Abdichtung zwischen dem Türblatt 14 und
dem Schwellerprofil 1. Der Schweller 1 weist einen
nach oben abstehenden Flansch 50 auf, auf den ein Dichtprofil 51 aufgesteckt
ist. Das Türblatt 14 seinerseits
setzt sich aus einem Außenteil 52 sowie
einem Innenteil 53 zusammen, die über eine Klebstofflage 54 miteinander
verklebt sind. An seinen unteren Endabschnitt sind die beiden Teile 52 und 53 des
Türblattes 14 über eine
Zwischenwand 55 miteinander verbunden. An der U-förmigen Zwischenwand 55 sind
zwei Dichtstreifen 56 und 57 angebracht, die zusammen
mit dem Dichtprofil 51 für eine klapperfreie und wasserdichte
Verbindung zwischen dem Türblatt 14 und
dem Schweller 1 sorgen. Durch den Formschluß zwischen
dem Dichtprofil 51 und dem Türblatt 14 wird eine
Querbewegung des Türblattes 14,
verursacht beispielsweise durch Windkräfte oder Strukturvibrationen,
stark behindert.
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In
analoger Weise befinden sich auch am vorderen und hinteren Pfosten 3 bzw. 4 Flansche 57 und 58,
wie in 3 dargestellt. Somit ist entlang des Türausschnittes
ein umlaufender Flansch geschaffen, bestehend aus den Flanschabschnitten 50, 57 und 58.
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Das
Türblatt 14 besteht
bevorzugt aus Kunststoff und besitzt an seinem Innenteil 53 eine nicht
dargestellte Mulde, die als Griff für das Schließen des
Türelements 6 dient.
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Wie 3 des
weiteren zeigt, ist am Türelement 6 ein
etwa waagrecht nach innen abstehender Flansch 59 angebracht,
der der Aufnahme des zweiteiligen Innenverkleidungsteils 39 dient.
Im Bereich der Entriegelungseinrichtung 11 und des Türschlosses 10 ist
der Flansch 59 entfernt.
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Die 8 bis 10 zeigen
im einzelnen die Befestigung des Türblattes 14 am Türelement 6.
In 8 ist eine der beiden Konsolen 34 dargestellt, die,
wie näher
aus 10 hervorgeht, über eine Befestigungsplatte 60 am
Innenteil 53 des Türblattes 14 angeordnet
ist. Die obere Platte 61 der Konsole 34 trägt einerseits
einen Zentrierdorn 62 und weist andererseits eine Öffnung 63 auf,
in die ein Einsatzring 64 für ein Verschlußelement 65 eingesetzt
ist. Der Zentrierdorn 62 besteht aus einem kegelförmigen Gummielement 66,
das über
eine Schraube 67 an der Konsole 34 befestigt ist. 10 zeigt
den Zusammenbau von Türblatt 14 und
Türelement 6.
Das als Schnellverschluß ausgebildete
Verschlußelement 65 greift
mit einer L-förmigen
Nase 68 in eine Öffnung 69 in
der unteren Kammer 35 ein. Durch Drehen eines Verschlußhebels 70 um
90 ° erfolgt
eine Verriegelung zwischen der Nase 68 und der unteren
Wand der Kammer 35.
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Die 9 und 10 zeigen
nochmals den nach innen gerichteten Flansch 59 sowie den
kurzen Steg 46 an der Außenseite des Türelementes 6.
In seinem oberen Bereich weist das Türblatt 14 zur Abdeckung
der Konsole 34 ein Innenteil 53a auf, das über eine
Klebstofflage 54a mit dem Außenteil 52 verbunden
ist.
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Die
Befestigung des Türblattes 14 am
Türelement 6 geht
folgendermaßen
vor sich: Zunächst wird
das Türblatt 14 entlang
des Dichtprofils 51 in den Türausschnitt der Karosserie
eingesetzt. Hierzu befindet sich das Türelement 6 in seiner
geöffneten Stellung
gemäß 2.
Anschließend
wird das Türelement 6 abgesenkt,
wobei in seiner nahezu horizontalen Lage die Zentrierdorne 62 über Öffnungen 71 in der
unteren Kammer 35 eingreifen können und das Türblatt selbsttätig gegenüber dem
Türelement 6 ausrichten.
Nach dem Einschnappen des Türschlosses 10 befindet
sich das Türblatt 14 automatisch
in seiner richtigen Lage. Durch Verdrehen der Verschlußhebel 70 um
90 ° wird
das Türblatt 14 gegenüber dem
Türelement 6 arretiert.