Weiterentwicklung der Seitenstruktur

Problemstellung

Nach der kürzlichen Überarbeitung des Außenhautdesigns und der Konstruktion des Türrings, welcher die Dichtflächen der Türdichtungen vorgibt, soll die Seitentür des proTRon EVOLUTION konstruiert werden. Hierbei müssen, aufbauend auf bestehenden Untersuchungen, geeignete Konzepte entwickelt werden. Dazu ist es notwendig den zuletzt erarbeiteten Projektstand auf Umsetzbarkeit zu prüfen und gegebenenfalls Problemlösungen aufzuzeigen. In Absprache mit korrelierenden Projekten und den Mitarbeitern des Fachbereichs Industrial Design der kooperierenden Hochschule Osnabrück soll dabei eine CAD-Konstruktion entstehen.

Methode

Zu Beginn werden die gesetzlichen und projektinternen Anforderungen an die Seitentür des proTRon EVOLUTION zusammengetragen sowie in Form einer Anforderungsliste festgehalten und kategorisiert. Bei der Analyse der Ausgangssituation werden Probleme wie z.B. eine dysfunktionale Öffnungskinematik und inexakte CAD-Modelle des Scharniersystems aufgedeckt und behoben. Durch die Aufteilung des Gesamtproduktes Seitentür in ihre Untermodule werden geeignete Konzepte entwickelt, welche im Anschluss wieder zusammengesetzt werden. Das Resultat dieser Konzeptfindung wird unter Verwendung des CAD-Systems 3DExperience® innerhalb der der vorhandenen Referenz-Geometrien (wie z.B. Strak und Chassis) konstruiert.

Ergebnis

Auf Basis des neu überarbeiteten Strak-Designs und des zuletzt entwickelten Türrings wurde erstmals ein Volumenkörper für die Seitentür des EVOLUTION konstruiert. Es ist zu erwarten, dass durch die innovative Bauweise der FVK-Tür das Gewicht des Gesamtbauteils stark verringert werden kann. Das genaue Leichtbaupotential ist jedoch noch bei der weiteren strukturellen Auslegung (Materialauwahl, Lagenaufbau des Laminates, etc.) weiter zu ermitteln. In den nächsten Arbeitsvorgängen werden zudem Untersuchungen für die Gestaltung der Türtafel sowie die Konstruktion der Scharnieranbindung an das Monocoque des EVOLUTION stattfinden.

Durch die Rotation der Außenhautgeometrie wird die Drehachse des Scharniersystems unter Berücksichtigung des ergonomisch notwendigen Öffnungswinkels neu definiert. Hierbei wird das kinematische Öffnungsprinzip von einer eindrehenden in eine aushebende Türkinematik überführt.
Unter Zuhilfenahme der CAD-Flächengeometrie der Türaußenhaut werden durch händische Skizzen Konzepte für den Aufbau der Fahrzeugtür entwickelt und bewertet.
Durch die Anfertigung von Schnittbildern im Bereich des Dachholms wird das Profil des Scheibenrahmens, der Verlauf und die Position der Seitenscheibe sowie die Dichtflächen maßstabsgetreu hergeleitet.
Das Schnittbild der Türbaugruppe zeigt die Lage der passiven Sicherheitselemente Doorbeam (gelb) und Crashrohre (schwarz) sowie den grundsätzlichen Aufbau des Gesamtkonstrukts in der y-z-Ebene. Im vergrößerten Detailbild ist das Profil des Scheibenrahmens in Relation zu den umliegenden Bauteilen wie Dichtungen, Seitenscheibe und Türrahmen illustriert.
Darstellung des Endergebnisses in vier isometrischen Ansichten. Das Außenhautbauteil ist transparent dargestellt, um die innenliegende Struktur der Tür einsehen zu können. Die rohrförmigen Energieabsorber im Schweller-Bereich müssen in ihrer Länge an die neue Türgeometrie angepasst werden.
Die Tür-Baugruppe wird in Relation zu der vorhandenen Strak-Geometrie und dem Fahrzeugchassis eingefügt. Hier aus der Sicht des Fahrzeugäußeren (oben) und aus der Sicht des Fahrzeuginneren (unten). Die linke Seitenwand ist ausgeblendet, da diese infolge der Türverlängerung noch gekürzt werden muss.
Mittels einer FE-Berechnung auf Grundlage des Seitenaufpralls nach ECE-R 95 wird die Verschiebung des Doorbeam-Endes in Richtung der Fahrzeuglängsachse abgeschätzt. Hieraus ergibt sich eine maximale Verschiebung von ca. 6,26 mm. In der Realität ist die Belastung angesichts der umliegenden Strukturen jedoch als geringer einzuschätzen.
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