DE19715795A1

DE19715795A1 - Türaufprallträger

Info

Publication number: DE19715795A1
Application number: DE1997115795
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Grieb; Roger Dipl Ing Stork
Original assignee: Benteler Deutschland GmbH
Current assignee: Benteler Deutschland GmbH
Priority date: 1997-04-16
Filing date: 1997-04-16
Publication date: 1998-10-22

Description

Die Erfindung betrifft einen Türaufprallträger als Ver stärkungsbauteil für Türen von Personenkraftfahrzeugen.

Türaufprallträger dienen dem Schutz der Pkw-Insassen vor Verletzungen bei einem Seitenaufprall. In Abhängigkeit von der Stabilität der Türgrundkonstruktion sollen sie eine hohe Steifigkeit quer zur Fahrtrichtung aufweisen. Andererseits darf ein Türaufprallträger bei einem Fron talzusammenstoß nicht zum Verkeilen der Fahrzeugtür füh ren, da ansonsten die Tür nicht mehr bzw. nicht schnell genug geöffnet werden kann.

Bei Türaufprallträgern bekannter Bauart wird eine hohe Steifigkeit in der Regel durch den Einsatz von Rohren aus hochfestem Material erreicht. Damit nach einem Frontalzu sammenstoß die Tür nicht durch den starren Türaufprall träger verkeilt wird, wird dieser nicht direkt mit dem Türrahmen verschweißt. Der Einbau in der Tür erfolgt ent weder über angeschweißte Blechlaschen oder mittels Schrauben als Sollbruchstelle, so daß es bei einem Fron talzusammenstoß zum Abscheren kommt.

Während bei der Festlegung eines Türaufprallträgers mit tels Blechlaschen eine gleichmäßige Krafteinleitung ge währleistet ist, ist bei der Einschraublösung eine zu sätzliche Verstärkung des Türrahmens notwendig.

Zur Gewichtsoptimierung eines Türaufprallträgers ist man bestrebt, eine Anpassung des Widerstandsmomentenverlaufs an den Biegemomentenverlauf zu erreichen. Dies kann bei einem Türaufprallträger mit angeschweißten Laschen teil weise realisiert werden. Bei einem eingeschraubten Tür aufprallträger ist dies nicht möglich.

Neben Türaufprallträgern aus Rohren gibt es auch solche aus Blechprofilen. Diese werden häufig aus konventionel lem Ziehblech gefertigt, wobei zur Erzielung des erfor derlichen Widerstandsmoments großflächige und damit schwere Konstruktionen erforderlich sind.

Profil-Türaufprallträger aus hochfestem Material werden nach dem Umformprozeß einer zusätzlichen Wärmebehandlung unterzogen. Dies ist jedoch mit hohen Werkzeug- und Vor richtungskosten verbunden. Demgemäß ist die Fertigung der Türaufprallträger kostenmäßig aufwendig.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, einen wirtschaftlich zu fertigenden Türaufprallträger mit hoher Quersteifigkeit zu schaffen, bei dem die Gefahr eines Verkeilens der Fahrzeugtür nach einem Frontalaufprall verringert ist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den Merkmalen des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des er findungsgemäßen Grundgedankens bilden Gegenstand der ab hängigen Ansprüche 2 bis 4.

Kerngedanke der Erfindung bildet die Maßnahme, einen Tür aufprallträger aus einem Rohr zu fertigen mit einem end seitig angeformten definierten Verformungsbereich, an den sich eine Anschlußfläche zur Festlegung in der Tür eines Kraftfahrzeugs einteilig angliedert.

Auch wenn es grundsätzlich denkbar ist, nur ein Ende eines Türaufprallträgers mit einem Verformungsbereich zu versehen, ist es zweckmäßig, an beiden Enden eines Tür aufprallträgers einen Verformungsbereich mit angeglieder ter Anschlußfläche auszubilden.

Erfindungsgemäß wird so ein einteiliger Türaufprallträger aus einem Rohr geschaffen, welcher an beiden Enden einen definierten Verformungsbereich mit angeformten Anschluß flächen aufweist. Damit besitzt der Türaufprallträger eine vorbestimmte, der Steifigkeit des Kraftfahrzeugs an gepaßte Nachgiebigkeit. Bei einem Frontalaufprall des Kraftfahrzeugs vollzieht sich eine Energieumwandlung im Verformungsbereich, so daß ein Verkeilen des Türaufprall trägers zwischen der A- und B-Säule des Kraftfahrzeugs vermieden wird.

Die Erfindung leistet damit einen weiteren Beitrag zur Erhöhung der passiven Sicherheit einer Fahrzeugzelle. Ferner bringt der erfindungsgemäße Türaufprallträger auf grund seiner kostengünstigen, hochautomatisierten Ferti gung wirtschaftliche Vorteile mit sich. Zudem kann auch das Gewicht eines Türaufprallträgers verringert werden.

Material und Abmessungen des Rohrs werden den Erforder nissen hinsichtlich eines wirksamen Seitenaufprall schutzes und der Einbausituation in der Kraftfahrzeugtür angepaßt. Hierbei wird die Ausgestaltung der Anschlußflä chen sowie des Verformungsbereichs jeweils auf die Kon struktion einer Fahrzeugtür und der Steifigkeit des Ge samtfahrzeugs angepaßt.

Der erfindungsgemäße einteilige Türaufprallträger wird an den Anschlußflächen in den Türrahmen eingeschweißt. Dies kann rationell und kostengünstig durch eine dauerwechsel feste Punktverschweißung erfolgen.

Das Rohr des Türaufprallträgers besteht vorzugsweise aus hochfestem Material.

Im Verformungsbereich zwischen Rohr und Anschlußfläche ist die Festigkeit des Türaufprallträgers gezielt verrin gert (Anspruch 2). Dies kann grundsätzlich durch eine fe stigkeitsverringernde Querschnittsgestaltung des Verfor mungsbereichs erfolgen. Eine andere Möglichkeit, dem Ver formungsbereich das gewünschte Nachgiebigkeitsverhalten zu verleihen, besteht in einer Wärmebehandlung. Dabei er folgt eine spezifische werkstoffgerechte Erwärmung des Werkstoffs im Verformungsbereich mit einer anschließenden Abkühlung. Die Abkühlung erfolgt zweckmäßigerweise lang sam in der Umgebungsluft, um einen möglichst spannungs armen Zustand mit gutem Formänderungsvermögen im Verfor mungsbereich zu erzielen.

Der Verformungsbereich kann wie vorstehend angeführt durch eine entsprechende geometrische Ausgestaltung vor bestimmt werden. Hierbei wird der Verformungsbereich so ausgestaltet, daß ein Nachgiebigkeitsverhalten bei axi aler Krafteinleitung gegeben ist. Vorteilhafterweise geht der Türaufprallträger vom Rundquerschnitt im Rohr auf einen Profilquerschnitt im Verformungsbereich über. Hier bei ist der Querschnitt des Verformungsbereichs gegenüber dem Querschnitt des Rohrs reduziert. Dies kann durch einen Profilschnitt oder eine geeignete Einschnürung er folgen. Denkbar ist auch eine faltenartige Ausbildung im Verformungsbereich.

Insbesondere beim Einsatz eines nicht vergüteten Rohrs zur Herstellung eines Türaufprallträgers bietet es sich an, den Verformungsbereich durch eine geometrische Ausge staltung zu definieren, wodurch die gewünschte geringere Festigkeit erzielt wird.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der mittlere Querschnitt des Verformungsbereichs gegenüber dem Quer schnitt des Rohrs reduziert (Anspruch 3). Die Quer schnittsreduzierung im Verformungsbereich gegenüber dem Querschnitt des Rohrs liegt vorteilhafterweise zwischen 50% und 90%.

Eine direkte Anbindung des Türaufprallträgers in der Rah menkonstruktion der Kraftfahrzeugtür ist über die An schlußflächen möglich. Dazu weisen die Anschlußflächen seitlich über die Breite des Verformungsbereichs überste hende Abschnitte auf (Anspruch 4). Zweckmäßigerweise wird eine Anschlußfläche durch eine laschenartige Umformung eines Endes des Türaufprallträgers gebildet. Hierbei wird das Ende zunächst geschlitzt, anschließend aufgeweitet und umgeformt.

Die Fertigung eines erfindungsgemäßen Türaufprallträgers vollzieht sich rationell im wesentlichen in zwei Schrit ten. Zunächst wird das Rohr des Türaufprallträgers auf die erforderliche Länge getrennt. Hieran schließt sich die Ausformung der Verformungsbereiche mit den Anschluß flächen an. Man erhält einen einteiligen Türaufprallträ ger.

Bei bauteilkonstruktiver Gestaltung der Anschlußflächen und der Verformungsbereiche fallen keine oder nur geringe Schnittabfälle an.

Bei einem Türaufprallträger tritt das maximale Biegemo ment im mittleren Bereich des Rohrs auf. Die Nutzung der Rohrenden zur Ausformung der Anschlußflächen bringt daher keinerlei Nachteile bezüglich des Seitenaufprallschutzes mit sich. Vielmehr werden die bei bisherigen Varianten benötigten zusätzlichen Versteifungselemente hier aus an sonsten überschüssigem Material ausgeformt. Auf zusätzli che Fügevorgänge kann verzichtet werden.

Der erfindungsgemäße Türaufprallträger weist eine hohe Steifigkeit quer zur Fahrtrichtung mit entsprechendem Energieabsorptionsvermögen auf bei gleichzeitiger defi nierter endseitiger Nachgiebigkeit, wobei die Kraftein leitungsfläche der Stabilität des Türrahmens angepaßt ist.

Weiterhin vorteilhaft ist, daß eine direkte Türanbindung des Türaufprallträgers über die Anschlußflächen vorgenom men werden kann. Dies erlaubt eine rationelle, kostengün stige Montage in der Türrahmenkonstruktion.

Der Türaufprallträger zeichnet sich ferner durch sein ge ringes Gewicht aus, so daß ein weiterer Beitrag zum Leichtbau im Automobilbau geleistet wird. Auch hinsicht lich seines Materialeinsatzes und seiner Fertigungskosten ist der erfindungsgemäße Türaufprallträger vorteilhaft.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeich nungen dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben.

In den Fig. 1 und 2 ist der endseitige Bereich eines Türaufprallträgers 1 in der Seitenansicht und in der Draufsicht dargestellt.

Der Türaufprallträger 1 besteht aus einem Rohr 2 mit einem endseitig angeformten Verformungsbereich 3, an den sich eine Anschlußfläche 4 einteilig angliedert.

Im Verformungsbereich 3 weist der Türaufprallträger 1 eine vordefinierte Nachgiebigkeit auf. Diese ist durch eine gezielte Veringerung der Festigkeit im Verformungs bereich 3 gegenüber der Festigkeit des Rohrs 2 reali siert. Auf diese Weise kann ein Verkeilen der Kraftfahr zeugtür durch den Türaufprallträger 1 bei einem Frontal aufprall eines Kraftfahrzeugs vermieden werden.

Der Verformungsbereich kann im Abschnitt V frei definiert werden. Er wird hierbei auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt und ist im wesentlichen von der Türrahmenkon struktion und der Anschlußgeometrie in der Kraftfahrzeug tür abhängig.

Beim Einsatz von hochfestem Werkstoff wird der Verfor mungsbereich 3 zwischen Rohr 1 und Anschlußfläche 4 ge zielt erwärmt mit abgestimmtem Temperatur- und Zeitver lauf und in der Umgebungsluft abgekühlt. Hierdurch ver liert der Werkstoff im Verformungsbereich 3 seine hohe Festigkeit.

Zusätzlich erhält der Verformungsbereich 3 eine festig keitsvermindernde Querschnittsgeometrie.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel geschieht dies durch einen Profilschnitt 5. Hierdurch geht der runde Quer schnitt Q_R auf einen Profilquerschnitt Q_V im Verformungs bereich 3 über.

Der Profilschnitt 5 weist in Bildebene der Fig. 2 gese hen einen vertikalen Abschnitt 6 auf, an den sich ein ho rizontaler Abschnitt 7 anschließt. Durch den Profil schnitt 5 ist der mittlere Querschnitt Q_V des Verfor mungsbereichs 3 gegenüber dem Querschnitt Q_R des Rohrs 2 reduziert. Hierdurch wird das Widerstandsmoment im Ver formungsbereich 3 reduziert und die gewünschte Nachgie bigkeit im Endbereich des Türaufprallträgers 1 erzielt.

An den Verformungsbereich 3 schließt sich einteilig die Anschlußfläche 4 an. Zur Herstellung der Anschlußfläche 4 ist das Ende B des Ausgangsrohrs zunächst geschlitzt und anschließend in der Ebene flächig umgeformt worden. Hier durch weist die Anschlußfläche 4 seitlich über die Breite B_V des Verformungsbereichs 3 überstehende Abschnitte 9, 10 auf.

Wie aus der Fig. 1 zu erkennen ist, geht der Verfor mungsbereich 3 über eine obere Schräge 11 und eine untere Schräge 12 in die Anschlußfläche 4 über. Über die An schlußfläche 4 kann der Türaufprallträger 1 direkt in einen Türrahmen eingeschweißt werden.

Bezugszeichenliste

1

Türaufprallträger

2

Rohr

3

Verformungsbereich

4

Anschlußfläche

5

Profilschnitt

6

vertikaler Abschnitt v.

5

7

horizontaler Abschnitt v.

5

8

Ende

9

seitlicher Abschnitt v.

4

10

seitlicher Abschnitt v.

4

11

Schräge

12

Schräge
Q_R

Querschnitt v.

2

Q_V

Querschnitt v.

3

B_V

Breite v.

3

V Abschnitt

Claims

1. Türaufprallträger, bestehend aus einem Rohr (2) mit einem endseitig angeformten Verformungsbereich (3), an den sich eine Anschlußfläche (4) zur Festlegung in der Tür eines Kraftfahrzeugs einteilig angliedert.

2. Türaufprallträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verformungsbe reich (3) eine gegenüber dem Rohr (2) gezielt verrin gerte Festigkeit besitzt.

3. Türaufprallträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Querschnitt (Q_V) des Verformungsbereichs (3) gegenüber dem Querschnitt (Q_R) des Rohrs (2) redu ziert ist.

4. Türaufprallträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußfläche (4) seitlich über die Breite (B_V) des Verformungsbereichs (3) überstehende Abschnitte (9, 10) aufweist.