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Die Erfindung betrifft einen Aggregateträger für eine Kraftfahrzeugtür, an dem Funktionskomponenten einer Kraftfahrzeugtür befestigbar sind und der zur Montage an einer Kraftfahrzeugtür eingerichtet ist, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Ein derartiger Aggregateträger weist eine Mehrzahl Befestigungsöffnungen auf, über die er an einer Kraftfahrzeugtür zu befestigen ist, indem die einzelnen Befestigungsöffnungen jeweils von einem Befestigungselement, z. B. in Form einer Schraube oder eines Nietes, durchgriffen werden, welches weiterhin mit einer tragenden Komponente der zugehörigen Kraftfahrzeugtür in Eingriff steht. Ein derartiger Aggregateträger kann beispielsweise aus Kunststoff aber auch aus Metall bestehen.
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In einem Crash-Fall, beispielsweise einem Seiten-Crash, bei dem erhebliche Querkräfte auf den zentralen Bereich des Aggregateträgers einwirken, kann es zu einer entsprechend starken Zugbelastung an den üblicherweise am Rand des Aggregateträgers liegenden Befestigungsstellen kommen, so dass einzelne Befestigungselemente außer Eingriff mit den zugeordneten Befestigungsöffnungen am Aggregateträger geraten. Wenn dann als Folge der crash-bedingten Krafteinwirkung Teile des Aggregateträgers in das Fahrzeuginnere ragen, besteht die Gefahr, dass sich ein Fahrzeuginsasse an scharfkantigen Bruchstellen im Bereich der Befestigungsöffnungen des Aggregateträgers verletzen könnte.
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Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, einen Aggregateträger der eingangs genannten Art im Hinblick auf sein Crash-Verhalten zu verbessern.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Schaffung eines Aggregateträgers mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Danach ist in der Umgebung zumindest eines Teils der Befestigungsöffnungen jeweils mindestens eine Auffangöffnung am Aggregateträger vorgesehen, die von der zugeordneten Befestigungsöffnung durch einen als Verbindungsbereich bezeichneten Materialbereich des Aggregateträgers getrennt ist, wobei der Verbindungsbereich mindestens eine Sollbruchstelle aufweist, die bei Überschreiten einer vorgebbaren Belastung des Verbindungsbereiches mit äußeren Kräften (Crash-Kräften), die eine Kraftkomponente in der durch den Aggregateträger aufgespannten Fläche aufweisen, bricht, so dass ein die Befestigungsöffnung durchgreifendes Befestigungselement sich in die Auffangöffnung bewegen kann. Ferner sind die Auffangöffnungen jeweils durch einen Materialabschnitt geringer Materialdicke überdeckt, der in einem Crash-Fall das Eindringen eines Befestigungselementes in die jeweilige Auffangöffnung (aufgrund seiner geringen Materialdicke) nicht verhindert, der aber gleichzeitig sicherstellt, dass durch die Auffangöffnungen keine Feuchtigkeit hindurchtreten kann, so dass durch die Auffangöffnungen die Nass-/Trockenraumtrennung einer Kraftfahrzeugtür, an der ein Aggregateträger als Bestandteil der Türinnenwand regelmäßig beteiligt ist, nicht beeinträchtigt wird.
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Die in einem Crash-Fall in den Aggregateträger eingeleiteten äußeren Kräfte, insbesondere in Form von Zugkräften, die in der Ebene des Aggregateträgers wirken, führen zu einer Belastung des Randes einer jeweiligen Befestigungsöffnung durch das die Befestigungsöffnung durchgreifende Befestigungselement. Aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen Sollbruchstelle in der Umgebung der Befestigungsöffnung kommt es zu einem gezielten Aufbrechen des Aggregateträgers an definierten Punkten, wobei eine Auffangöffnung bzw. Ausweichöffnung freigegeben wird, in die das die entsprechende Befestigungsöffnung durchgreifende Befestigungselement aufgrund der in einem Crash-Fall typischerweise wirkenden Zugkräfte hineinbewegt wird.
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Hierdurch lässt sich verhindern, dass eine jeweilige Befestigungsöffnung des Aggregateträgers und das zugeordnete Befestigungselement in undefinierter Weise außer Eingriff geraten und sich der Aggregateträger von der Kraftfahrzeugtür lösen kann.
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Die vorgebbare Belastung des Verbindungsbereiches mit äußeren Kräften, bei deren Überschreiten die Sollbruchstelle bricht, wird bestimmt durch die konstruktive Ausgestaltung der Sollbruchstelle und ist vorteilhaft so gewählt, dass ein Zerbrechen der Sollbruchstelle erst bei solchen Kräften erfolgt, die in einem Crash-Fall auftreten können, jedoch nicht bei solchen Kräften, die im Normalbetrieb eines Kraftfahrzeugs, etwa beim Öffnen und Schließen einer mit dem entsprechenden Aggregateträger ausgestatteten Kraftfahrzeugtür, üblicherweise auftreten.
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Unter einer Sollbruchstelle wird vorliegend ein beliebiger Schwächungsbereich des Aggregateträgers verstanden, der zwischen der Befestigungsöffnung und der zugehörigen Auffangöffnung des Aggregateträgers liegt und der die Tendenz hat, bei Einwirkung äußerer Kräfte eher zu brechen als die übrigen Materialbereiche des Aggregateträgers in der Umgebung der jeweiligen Befestigungsöffnung. So kann eine jeweilige Sollbruchstelle beispielsweise durch einen Bereich geringerer Materialdicke des Aggregateträgers verglichen mit den übrigen Materialbereichen in der Umgebung einer jeweiligen Befestigungsöffnung gebildet werden, wobei sich die Materialdicke auf die Ausdehnung des Aggregateträgers quer zu seiner Erstreckungsfläche bezieht. Weiter kann eine Sollbruchstelle auch durch einen Abschnitt geringer Materialbreite gebildet werden, etwa durch einen als Steg ausgebildeten Materialabschnitt.
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Da bei einem Seiten-Crash, bei dem ein in einer Kraftfahrzeugtür angeordneter Aggregateträger besonderen Belastungen ausgesetzt ist, am Rand des Aggregateträgers, an dem üblicherweise die Befestigungsöffnungen zur Verbindung mit einer Kraftfahrzeugtür vorgesehen sind, Zugkräfte wirken, die die Tendenz haben, eine jeweilige Befestigungsöffnung in Richtung auf das Zentrum des Aggregateträgers zu bewegen, geraten hierbei die in den einzelnen Befestigungsöffnungen angeordneten Befestigungsmittel in Kontakt mit dem dem Zentrum des Aggregateträgers abgewandten Rand der Befestigungsöffnung. Die einer Befestigungsöffnung zugeordnete Auffangöffnung sowie die entsprechende Sollbruchstelle sind demzufolge derart anzuordnen, dass bei einer Bewegung eines jeweiligen Befestigungselementes relativ zu der zugeordneten Befestigungsöffnung am Aggregateträger in einer Richtung weg vom Zentrum des Aggregateträgers eine Überführung des Befestigungselementes in die zugehörige Auffangöffnung erfolgen kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der zwischen einer Befestigungsöffnung und der zugehörigen Auffangöffnung liegende Verbindungsbereich mindestens einen Deformationsabschnitt auf, der beim Eindringen eines Befestigungselementes aus der Befestigungsöffnung in die zugeordnete Auffangöffnung zum Abbau kinetischer Energie deformierbar ist.
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Darüber hinaus kann einer jeweiligen Befestigungsöffnung nicht nur jeweils eine einzelne Auffangöffnung zugeordnet sein, sondern auch mehrere Auffangöffnungen, die beispielsweise an unterschiedlichen Seiten einer Befestigungsöffnung vorgesehen sein können und von denen je nach Wirkrichtung der in einem Crash-Fall auftretenden Zugkräfte jeweils mindestens eine tatsächlich aktiv wird, indem sie das aus der benachbarten Befestigungsöffnung stammende Befestigungselement aufnimmt. Alternativ oder ergänzend können entsprechende Auffangöffnungen auch kaskadenartig hintereinander angeordnet sein, so dass ein jeweiliges Befestigungselement nach dem Eindringen in eine erste, einer Befestigungsöffnung benachbarte Auffangöffnung beim Auftreten besonders starker Crash-Kräfte in eine nächste, der ersten Auffangöffnung benachbarte Auffangöffnung überführt werden kann.
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Hinsichtlich ihrer Ausdehnung in der durch den Aggregateträger aufgespannten Fläche sind die Auffangöffnungen so zu dimensionieren, dass mindestens ein, z. B. als Betätigungskopf ausgebildeter, axialer Endabschnitt des aus der benachbarten Befestigungsöffnung in einen Crash-Fall in die Auffangöffnung einzubringenden Befestigungselementes nicht durch die Auffangöffnung hindurchgleiten kann. Hierdurch soll verhindert werden, dass die Auffangöffnung und ein darin befindliches, aus einer benachbarten Befestigungsöffnung stammendes Befestigungselement in axialer Richtung, also quer zu der durch den Aggregateträger aufgespannten Fläche, außer Eingriff geraten können. Mit anderen Worten ausgedrückt, muss mindestens ein axialer Endabschnitt eines jeweiligen Befestigungselementes in der durch den Aggregateträger aufgespannten Fläche (z. B. als Betätigungskopf einer Schraube oder als Nietkopf) eine größere Ausdehnung aufweisen, als die Auffangöffnung selbst.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren deutlich werden
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Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung eines Aggregateträgers für eine Kraftfahrzeugtür mit einer Mehrzahl Befestigungsstellen, über die der Aggregateträger an einer Kraftfahrzeugtür befestigbar ist;
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2a einen vergrößerten Ausschnitt des Aggregateträgers aus 1 in der Umgebung einer Befestigungsstelle;
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2b ein Querschnitt durch die Befestigungsstelle aus 2a.
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In 1 ist ein Aggregateträger 1 für eine Kraftfahrzeugtür dargestellt, der durch eine großflächige Trägerplatte 10 gebildet wird und der entlang seines umlaufenden äußeren Randes 11 eine Mehrzahl Befestigungsstellen 12 in Form von Befestigungsöffnungen aufweist, über die der Aggregateträger 1 an einer Kraftfahrzeugtür, z. B. einer mit einem großflächigen Ausschnitt versehenden Türinnenhaut, befestigbar ist, wobei der bevorzugt aus Kunststoff bestehende Aggregateträger 1 jenen Ausschnitt überdeckt.
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An dem Aggregateträger 1 bzw. auf dessen Trägerplatte 10 können unterschiedliche Funktionskomponenten einer Kraftfahrzeugtür, wie z. B. ein Fensterheber, eine Schlossbaugruppe, eine Lautsprechereinheit und ein Seitenairbagmodul vormontiert und anschließend zusammen mit dem Aggregateträger 1 als komplett vorgefertigtes Türmodul an der zugehörigen Kraftfahrzeugtür befestigt werden. Hierzu werden in die einzelnen Befestigungsöffnungen 12 des Aggregateträgers 1 Befestigungselemente 5, z. B. in Form von Befestigungsschrauben, gesteckt, die in zugeordneten Öffnungen einer Türinnenhaut eingefügt werden. Dabei können die Öffnungen der Türinnenhaut beispielsweise als Gewindeöffnungen mit einem Innengewinde ausgebildet sein, in die die einzelnen Befestigungsöffnungen 12 am Aggregateträger 1 durchgreifenden Befestigungsschrauben mit einem Außengewinde eingeschraubt werden. Alternativ können den Befestigungsschrauben auch Befestigungsmuttern zugeordnet sein, sodass die Befestigungsschrauben sowohl die Befestigungsöffnungen 12 am Aggregateträger 1 als auch die zugehörigen Öffnungen an der Türinnenhaut jeweils durchgreifen und auf der dem Aggregateträger 1 abgewandten Seite der Türinnenhaut in die zugeordneten Befestigungsmuttern eingeschraubt sind.
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Wirkt im Zentralbereich 15 eines derartigen Aggregateträgers 1 in einem Crash-Fall eine Querkraft F mit einer Komponente senkrecht zu der durch den Aggregateträger 1 aufgespannten Fläche bzw. Ebene ein (Seiten-Crash durch Aufprall eines Objektes auf den Aggregateträger 1 entlang einer Querrichtung mit einer Komponente senkrecht zu der durch den Aggregateträger 1 aufgespannten Fläche bzw. Ebene), so wird der Zentralbereich 15 des Aggregateträgers 1 in Abhängigkeit von der Größe jener Querkraft F verformt, und auf die entlang des Randes 11 des Aggregateträgers 1 angeordneten Befestigungsstellen 12 wirkt dementsprechend jeweils eine Zugkraft Z in Richtung auf den Zentralbereich 15 des Aggregateträgers 1. Dies hat wiederum zur Folge, dass die in den einzelnen Befestigungsöffnungen 12 angeordneten Befestigungselemente mit einer Belastungskraft B auf den dem Zentralbereich 15 des Aggregateträgers 1 abgewandten Randabschnitt der jeweiligen Befestigungsöffnung 12 einwirken. Dies ist anhand der 2a und 2b genauer dargestellt und erläutert.
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Gemäß den 2a und 2b durchgreift ein in 2b gestrichelt dargestelltes Befestigungselement in Form einer Schraube mit einem Schaft 50 eine Befestigungsöffnung 12 des Aggregateträgers 1 und überdeckt diese Befestigungsöffnung 12 mit einem Betätigungskopf 52. (In der Draufsicht gemäß 2a ist diese Schraube zur besseren Erkennbarkeit der Befestigungsöffnung 12 und deren Umgebung nicht mit dargestellt.)
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Zur Erhöhung der Festigkeit der Schraubverbindungen am Aggregateträger 1 bzw. an der Trägerplatte 10 weist dieser bzw. diese im Bereich einer jeweiligen Befestigungsöffnung 12 eine größere Dicke d2 (Ausdehnung senkrecht zur Erstreckungsebene des Aggregateträgers 1) auf als in den übrigen Bereichen, wo die Dicke des Aggregateträgers d1 geringer ist als die Dicke d2 im Bereich einer jeweiligen Befestigungsöffnung 12.
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Wirkt auf den Aggregateträger 1 bzw. auf die Trägerplatte 10 im Bereich einer Befestigungsöffnung 12, wie in den 2a und 2b dargestellt, eine Zugkraft Z in Richtung auf den Zentralbereich 15 (vgl. 1) des Aggregateträgers 1 bzw. von dessen Trägerplatte 10, so führt dies dazu, dass die die Befestigungsöffnung 12 mit einem Schaft 50 durchgreifende Befestigungsschraube 5 auf den dem Zentralbereich 15 des Aggregateträgers abgewandten Randabschnitt 13 der Befestigungsöffnung 12 eine Belastungskraft B in einer Richtung weg vom Zentralbereich 15 (vgl. 1) ausübt.
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Um zu verhindern, dass unter der Wirkung solcher Kräfte durch Deformation des umlaufenden Randes der Befestigungsöffnung 12 des bevorzugt aus Kunststoff bestehenden Aggregateträgers 1 die Befestigungsschraube 5 von dem Aggregateträger 1 abgelöst wird, ist – in Richtung der Belastungskräfte B betrachtet – neben der Befestigungsöffnung 12 eine Auffangöffnung 2 angeordnet, in die die Befestigungsschraube 5 unter der Wirkung der Belastungskräfte B hineinbewegt werden kann.
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Die Auffangöffnung 2 ist von der Befestigungsöffnung 12 durch einen Verbindungsbereich 3 des Aggregateträgers 1 getrennt, der über zwei Sollbruchstellen 30 mit dem besagten Randabschnitt 13 der Befestigungsöffnung 12 verbunden ist. Die Sollbruchstellen 30 werden durch stegartige Abschnitte des Aggregateträgers 1 gebildet, die zudem eine kleinere Materialdicke d3 aufweisen als die übrigen Bereiche des Aggregateträgers mit Materialdicken d1 bzw. d2. Alternativ kann die Sollbruchstelle z. B. auch durch eine entsprechende dünnwandig Ausbildung des Verbindungsbereiches 3 gebildet sein
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Die Auffangöffnung 2 ist zudem zunächst durch einen weiteren (an die stegartigen Abschnitte 30 anschließenden) Materialabschnitt 20 geringer Dicke d3 des Aggregateträgers 1 überdeckt, sodass durch diese Auffangöffnung 2 hindurch keine Feuchtigkeit von der einen Seite auf die andere Seite bzw. von der einen Oberfläche auf die andere Oberfläche des Aggregateträgers gelangen kann. Der Aggregateträger 1 kann somit ohne weiteres als Bestandteil einer Türinnenwand zur Trennung des so genannten Nassraums vom Trockenraum einer Kraftfahrzeugtür verwendet werden.
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Unter der Wirkung in einem Crash-Fall auf den äußeren Randabschnitt 13 der Befestigungsöffnung 2 wirkender Belastungskräfte B (welche einen bestimmten, durch die konstruktive Gestaltung der Sollbruchstellen 30 festgelegten Schwellwert überschreiten und welche auf die Einwirkung des Schaftes 50 der Befestigungsschraube 5 auf jenen Randabschnitt 13 zurückzuführen sind) zerbrechen die die Sollbruchstellen 30 bildenden Stege, sodass der Verbindungsbereich 3 zwischen der Befestigungsöffnung 12 und der Auffangöffnung 20 nun nicht mehr mit dem äußeren Randabschnitt 13 der Befestigungsöffnung 12 verbunden ist. Die Befestigungsschraube 5 kann dann unter Zerstörung des die Auffangöffnung 2 überdeckenden Materialbereichs 20 geringer Dicke d3 und unter Deformation des Verbindungsbereiches 30 (aufgrund der Wirkung der Belastungskräfte B) in jene Auffangöffnung 2 hinein verschoben werden, wobei die Auffangöffnung 2 im Querschnitt so dimensioniert ist, das sie von dem Betätigungskopf 52 der Befestigungsschraube 5 überdeckt wird.
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Hierdurch werden die Belastungskräfte B umgesetzt in eine Bewegung der Befestigungsschraube 5 aus der ursprünglichen Befestigungsöffnung 12 in die in Wirkrichtung der Belastungskräfte B daneben angeordnete Auffangöffnung 2, sodass ein Ablösen des Aggregateträgers 1 von jener Befestigungsschraube 5 entlang einer Richtung senkrecht zur Erstreckungsfläche bzw. Erstreckungsebene des Aggregateträgers 1 vermieden wird.
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Optional können mehrere derartige Auffangöffnungen 2, 2' etc, wie in 2a gestrichelt angedeutet, in Belastungsrichtung am Aggregateträger 1 hintereinander angeordnet sein.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, derartige Auffangöffnungen 2 an unterschiedlichen Stellen neben der Befestigungsöffnung 12 anzuordnen, um für Belastungskräfte B unterschiedlicher Richtungen jeweils eine Auffangöffnung 2 bereit zu halten, in welche die die Befestigungsöffnung 12 durchgreifende Befestigungsschraube 5 hineinbewegt werden kann.
