DE102009040610A1 - Node region load reliever for air damping controller housing of motor vehicle, has edge regions formed around bending axis relative to each other by bending housing wall regions, where bending axis runs along edge longitudinal paths - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Knotenbereichsentlastung für Knotenbereiche von Gehäuseabschnitten, insbesondere von Gehäusen für Luftklappensteuerungen in Kraftfahrzeugen, welche Knotenbereiche gebildet sind durch Zusammentreffen von wenigstens drei jeweils längs einer Kantenlängsbahn verlaufenden Kantenbereichen in dem Knotenbereich, wobei wenigstens drei Kantenbereiche, vorzugsweise alle Kantenbereiche, eines Knotenbereichs zumindest in einem vom Knotenbereich ausgehenden, diesem nahen und diesen vorzugsweise einschließenden Umgebungsbereich eine in Kantenlängsbahnrichtung verlaufende Kanten-Sollbruchstelle aufweisen und dass im Knotenbereich eine weitere umlaufende Umlauf-Sollbruchstelle vorgesehen ist, welche mit den Kanten-Sollbruchstellen der wenigstens drei Kantenbereiche einen Winkel einschließt.The present invention relates to a node area relief for node areas of housing sections, in particular of housings for air damper controls in motor vehicles, which node areas are formed by coincidence of at least three each along an edge longitudinal edge extending edge regions in the node region, wherein at least three edge regions, preferably all edge regions, a node region at least in an outgoing from the nodal region, this close and this preferably enclosing surrounding area having an edge longitudinal direction edge-breaking point and that in the nodal area a further circumferential rotation predetermined breaking point is provided, which forms an angle with the edge breaking points of the at least three edge regions.
Eine derartige Knotenbereichsentlastung ist beispielsweise aus der
Diese Druckschrift zeigt eine Berstscheibe, welche von einem Netz von Kanten-Sollbruchstellen durchzogen ist, um ein gezieltes Bersten der Scheibe bei geringem Kraftaufwand zu ermöglichen.This document shows a rupture disk, which is traversed by a network of edge breaking points, to allow targeted rupture of the disk with little effort.
Lokal treffen bei einer in den
Ausgangspunkt der Überlegungen, welche zur vorliegenden Erfindung geführt haben, war jedoch nicht eine Berstscheibe, welche gerade so konstruiert ist, dass sie bei möglichst geringem Kraftaufwand in einer Art und Weise birst, die ein Verletzungsrisiko, insbesondere von die Berstscheibe betätigenden Personen, minimiert.The starting point of the considerations which led to the present invention, however, was not a rupture disc which is just designed so that it bursts with the least possible expenditure of force in a manner which minimizes a risk of injury, in particular persons operating the rupture disc.
Ausgangspunkt der genannten Überlegungen ist vielmehr ein Gehäuse einer Kraftfahrzeugkomponente, insbesondere einer Luftklappensteuerung im Motorraum eines Kraftfahrzeugs, welches möglichst steif ausgebildet ist, um der darin aufgenommenen Funktionskomponente, insbesondere der Luftklappensteuerung, einen möglichst definierten Halt zu bieten.Rather, the starting point of the above considerations is a housing of a motor vehicle component, in particular an air damper control in the engine compartment of a motor vehicle, which is designed to be as rigid as possible in order to provide as much as possible a hold to the functional component accommodated therein, in particular the damper control.
Gerade diese während der normalen Betriebsdauer hohe Gehäusesteifigkeit wird allerdings im Kollisionsfall des Kraftfahrzeugs zu einem Problem. Dann kann es nämlich passieren, dass das steife, formstabile Komponentengehäuse durch die Aufprallenergie des Kraftfahrzeugs bei der Kollision als Festkörper projektilähnlich in seiner unmittelbaren Umgebung zu weiteren Beschädigungen führt.However, this high housing rigidity during the normal operating time becomes a problem in the event of a collision of the motor vehicle. Then it may happen that the rigid, dimensionally stable component housing projectile-like in its immediate vicinity leads to further damage due to the impact energy of the motor vehicle in the collision as a solid.
Insbesondere im bevorzugten Fall eines Gehäuses einer Luftklappensteuerung im Kraftfahrzeug, welches üblicherweise in unmittelbarer Nähe des Kühlwasser-Wärmetauschers des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, kann somit im Kollisionsfall eine unerwünschte Folgebeschädigung des Kühlwasser-Wärmetauschers nicht durch die beim Aufprall des Kraftfahrzeugs erzeugte Verformung des Kraftfahrzeugs selbst, sondern lediglich durch eine durch die Fahrzeugkollision iniziierte Bewegung des steifen Komponentengehäuses und deren Auftreffen auf anderen Komponenten bewirkt werden.In particular, in the preferred case of a housing of a damper control in the motor vehicle, which is usually located in the immediate vicinity of the cooling water heat exchanger of the motor vehicle, thus in the event of a collision, an undesirable consequential damage of the cooling water heat exchanger not by the deformation of the motor vehicle itself generated during the impact of the motor vehicle, but can be effected only by a movement of the rigid component housing initiated by the vehicle collision and its impact on other components.
Derartige Sekundärschäden bei einer Kollision des Kraftfahrzeugs sind aus nachvollziehbaren Gründen unerwünscht Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine technische Lehre anzugeben, welche es gestattet, Gehäuse, insbesondere Komponentengehäuse von Kraftfahrzeugen, wie das Gehäuse einer Luftklappensteuerung im Kraftfahrzeug, derart auszubilden, dass die durch das Gehäuse in der Folge einer Kollision des Kraftfahrzeugs bewirkten Schäden am Fahrzeug reduziert oder gar vollständig vermieden werden.It is therefore an object of the present invention to provide a technical teaching, which allows housing, in particular component housing of motor vehicles, such as the housing of a damper control in the motor vehicle, in such a way that through the housing caused as a result of a collision of the motor vehicle damage to the vehicle reduced or even completely avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Knotenbereichsentlastung der eingangs genannten Art, bei welcher die Kantenbereiche selbst wiederum jeweils durch eine Abwinkelung von an unterschiedlichen Seiten einer Kantenlängsbahn gelegenen Gehäusewandbereichen relativ zueinander um eine im Wesentlichen längs der Kantenlängsbahn verlaufende Abwinkelachse gebildet sind.This object is achieved by a node area relief of the type mentioned, in which the edge portions are in turn each formed by a bend of located on different sides of an edge longitudinal wall housing wall areas relative to each other about a substantially along the edge longitudinal axis extending Abwinkelachse.
Dadurch, dass als Kanten der Knotenbereichsentlastung natürliche Kanten des Gehäuses verwendet werden, also solche, welche durch Abwinkelung von Gehäusewandbereichen bzw. Gehäuseaußen- oder/und -innenwandflächen relativ zueinander gebildet sind, sind die Kanten-Sollbruchstellen gerade an den besonders kritischen, weil besonders versteifend wirkenden Stellen eines Gehäuses vorgesehen.The fact that edges of the nodal area relief natural edges of the housing are used, ie those which are formed by bending of housing wall areas or Gehäuseausßen- and / orinnenwandflächen relative to each other, the edge breaking points are particularly critical because particularly stiffening acting points of a housing provided.
Die Kante muss dabei nicht scharfkantig sein, sondern die zu beiden Seiten der Kantenlängsbahn gelegenen benachbarten Gehäusewandbereiche können durch ein mit einem vorbestimmten Radius gekrümmtes Verbindungswandstück miteinander verbunden sein. Auch derartige gerundete Gehäusekanten sind Kanten im Sinne der vorliegenden Anmeldung.The edge does not have to be sharp-edged, but the adjacent housing wall areas situated on both sides of the edge longitudinal track can be connected to one another by a connecting wall piece curved with a predetermined radius. Such rounded housing edges are also edges in the sense of the present application.
Es ist unschwer zu erkennen, dass an dem Gehäuse besonders steife Gehäusebereiche dort auftreten, wo mehrere durch Abwinkelung von Gehäusewandbereichen gebildete Kanten in einem Bereich zusammenlaufen.It is not difficult to see that on the housing particularly rigid housing areas occur where several by bending of Housing wall areas formed edges converge in one area.
Dadurch, dass an diesem Knotenbereich zusätzlich zu den Kanten-Sollbruchstellen eine umlaufende Umlauf-Sollbruchstelle vorgesehen ist, kann gerade der Knotenbereich im Falle einer von außen einwirkenden schlagartig auftretenden Kollisionslast steifigkeitsmindernd gezielt zerstört werden. Kollisionsenergie wird somit in Verformungsarbeit am Gehäuse selbst und nicht oder nur in deutlich geringerem Maße in kinetische Energie eines steifen oder hochsteifen Gehäuses umgesetzt.Due to the fact that a peripheral circulation breaking point is provided at this node area in addition to the edge predetermined breaking points, the nodal area in particular can be selectively destroyed in the event of a collision load acting abruptly from the outside. Collision energy is thus converted into deformation work on the housing itself and not or only to a much lesser extent in the kinetic energy of a rigid or highly rigid housing.
Damit sind durch ein Komponentengehäuse, insbesondere Luftklappensteuerungsgehäuse, welches durch wenigstens eine erfindungsgemäße Knotenbereichsentlastung vorbereitet ist, im Kollisionsfall des Kraftfahrzeugs weniger Beschädigungen zu erwarten, als dies bei einem im Wesentlichen identischen Komponentengehäuse ohne derartige Knotenbereichsentlastungen der Fall wäre.Thus, by a component housing, in particular air damper control housing, which is prepared by at least one inventive node area relief, less damage to be expected in the event of a collision of the motor vehicle, as would be the case with a substantially identical component housing without such node area reliefs.
Grundsätzlich reicht es für die Wirkung der Umlauf-Sollbruchstelle aus, wenn diese einen Knotenbereich einfasst und dabei einen Winkel mit wenigstens drei Kanten-Sollbruchstellen des betreffenden Knotenbereichs einschließt.Basically, it is sufficient for the effect of the circulation predetermined breaking point, if this encloses a node region and thereby includes an angle with at least three edge predetermined breaking points of the node region in question.
Eine wesentlich höhere Steifigkeitsminderung im Kollisionsfall ergibt sich jedoch, wenn die Umlauf-Sollbruchstelle um den Knotenbereich geschlossen umläuft. Dann kann nämlich der von der Umlauf-Sollbruchstelle vollständig eingefasste Bereich als Ganzes von dem Knotenbereich abgelöst werden, wodurch ein Freiraum im Knotenbereich geschaffen wird, in den hinein sich die zunächst, verglichen mit dem übrigen Gehäuse, steiferen Kantenbereiche verformen können.A significantly higher stiffness reduction in the event of a collision results, however, if the circulation predetermined breaking point rotates closed around the nodal region. In that case, the region completely surrounded by the circumferential breaking point can then be detached from the nodal region as a whole, whereby a free space is created in the nodal region, into which the edge regions, which are initially stiffer, can deform, compared to the rest of the housing.
Besonders geeignet ist die erfindungsgemäße Knotenbereichsentlastung an besonders steifen dreidimensionalen Knotenbereichen, also an solchen Knotenbereichen, bei welchen drei Kantenbereiche eines Knotenbereichs zumindest in dem Umgebungsbereich des Knotenbereichs in voneinander linear unabhängige Raumrichtungen verlaufen.The node area relief according to the invention is particularly suitable on particularly stiff three-dimensional nodal areas, ie on such nodal areas in which three edge areas of a nodal area extend into mutually linear spatial directions at least in the surrounding area of the nodal area.
Dabei soll nicht ausgeschlossen sein, dass von einem derartigen Knotenbereich mehr als drei Kanten ausgehen, wenngleich im dreidimensionalen Raum nicht mehr als drei Kanten in voneinander linear unabhängige Raumrichtungen verlaufen können.It should not be ruled out that run out of such a nodal region more than three edges, although in three-dimensional space not more than three edges can run in mutually linearly independent spatial directions.
Derartige Knotenbereiche sind beispielsweise Gehäuseecken, an welchen drei oder sogar mehr unterschiedlich orientierte Gehäusewandflächen je paarweise unter Bildung einer Kante miteinander verbunden sind. Gerade diese Gehäuseecken zählen zu den steifsten Bereichen eines Gehäuses.Such node areas are, for example, housing corners, at which three or even more differently oriented housing wall surfaces are connected to each other in pairs to form an edge. Especially these housing corners are among the stiffest areas of a housing.
Insbesondere dann, aber nicht nur dann, wenn die Umlauf-Sollbruchstelle längs einer geschlossenen Bahn um den Knotenbereich umläuft, kann die Steifigkeit des Knotenbereichs besonders stark gemindert werden, wenn wenigstens eine Kanten-Sollbruchstelle, vorzugsweise eine Mehrzahl von Kanten-Sollbruchstellen, besonders bevorzugt alle Kanten-Sollbruchstellen des Knotenbereichs, in die Umlauf-Sollbruchstelle mündet bzw. münden. Dann nämlich, wenn die Kanten-Sollbruchstellen eines Knotenbereichs in die Umlauf-Sollbruchstelle desselben unter Bildung einer in der Draufsicht T-förmigen Mündung einmünden, kann das von der Umlauf-Sollbruchstelle eingefasste Gehäusestück möglichst einstückig von diesem unter Bildung eines möglichst großen Verformungsfreiraums für die unmittelbare Umgebung des Knotenbereichs abgelöst werden.In particular, but not only when the circulation predetermined breaking point runs along a closed path around the nodal region, the rigidity of the nodal region can be greatly reduced if at least one predetermined edge breaking point, preferably a plurality of edge predetermined breaking points, particularly preferably all Edge breaking points of the nodal area, in the circulation predetermined breaking point opens or open. For then, if the edge-predetermined breaking points of a node region in the circulation breaking point thereof to form a T-shaped in the mouth opening, enclosed by the circulation breaking point housing piece as possible in one piece from this, forming a maximum deformation space for the immediate Be replaced in the vicinity of the node area.
Es soll jedoch nicht ausgeschlossen sein, dass die Umlauf-Sollbruchstelle und wenigstens eine Kanten-Sollbruchstelle, vorzugsweise eine Mehrzahl von Kanten-Sollbruchstellen, besonders bevorzugt alle Kanten-Sollbruchstellen des Knotenbereichs, einander gegenseitig schneiden. Dann, wenn die Kanten-Sollbruchstelle eines Knotenbereichs die Umlauf-Sollbruchstelle desselben unter Bildung einer in Draufsicht X-förmigen Kreuzung schneidet, kann dafür gesorgt sein, dass der von der Umlauf-Sollbruchstelle eingefasste Gehäusebereich auch nur teilweise, etwa nur ein zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Kanten-Sollbruchstellen radial innerhalb der Umlauf-Sollbruchstelle gelegener Sektor, im Kollisionsfall von dem Gehäuse abgelöst wird. Der dabei entstehende Verformungsfreiraum ist zwar kleiner als wenn der gesamte von der Umlauf-Sollbruchstelle eingefasste Bereich abgelöst wird. Jedoch kann dadurch eine Steifigkeitsminderung des Knotenbereichs für eine Vielzahl unterschiedlicher Kollisionsrichtungen erreicht werden. So kann bei der zuletzt genannten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wenigstens ein Teil des von der Umlauf-Sollbruchstelle eingefassten Gehäusebereichs bereits bei Kollisionen aus dem Gehäuse herausgelöst werden, die aus Richtungen erfolgen, bei welchen im Falle von T-förmig in die Umlauf-Sollbruchstelle einmündenden Kanten-Sollbruchstellen keine Herauslösung des von der Umlauf-Sollbruchstelle eingefassten Bereichs bewirkt und damit überhaupt kein Verformungsfreiraum gebildet werden würde.However, it should not be ruled out that the circulating predetermined breaking point and at least one edge predetermined breaking point, preferably a plurality of edge predetermined breaking points, particularly preferably all edge breaking points of the nodal region, intersect each other. Then, when the edge breaking point of a node region intersects the circumferential breaking point thereof to form an X-shaped cross-sectional view, it may be ensured that the housing portion enclosed by the circumferential breaking point is also only partially, for example only one between two in the circumferential direction adjacent edge predetermined breaking points located radially within the circulation breaking point sector, in the event of a collision is detached from the housing. Although the resulting deformation space is smaller than when the entire enclosed by the circulation breaking point area is replaced. However, this can achieve a rigidity reduction of the node area for a plurality of different collision directions. Thus, in the last-mentioned further development of the present invention, at least part of the housing region surrounded by the circulating breaking point can be released from the housing during collisions, which occur from directions in which, in the case of T-shaped edges opening into the circulation breaking point -Sollbruchstellen causes no detachment of the area enclosed by the circulation breaking point and thus no deformation free space would be formed.
Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Knotenbereichsentlastung dann, wenn der den Knotenbereich aufweisende Gehäuseabschnitt durch Urformen eines plastifizierten Werkstoffs, insbesondere durch Spritzgießen oder durch Pressformen, gebildet ist, wobei die Umlauf-Sollbruchstelle einen bei der Urformung des Gehäuseabschnitts gebildeten Butzen oder Zapfen, insbesondere Anspritzzapfen, wenigstens teilweise, vorzugsweise vollständig, umgibt. Derartige Butzen an durch Urformen eines plastifizierten Werkstoffs gebildeten Gehäuseabschnitten weisen nämlich in unverformtem Zustand eine besonders hohe Steifigkeit auf. Sind diese von der Umlauf-Sollbruchstelle umgeben, können im Kollisionsfall somit gerade besonders steife Gehäuseabschnitte aus dem Gehäuse entfernt werden.Particularly advantageous is the application of the nodal area relief according to the invention when the node portion having housing portion is formed by prototyping a plasticized material, in particular by injection molding or by compression molding, wherein the circulation predetermined breaking point formed in the Urformung of the housing portion slugs or pins, in particular Anspritzzapfen , at least in part, preferably completely, surrounds. Such slugs on housing sections formed by prototyping a plasticized material namely have a particularly high rigidity in the undeformed state. If these are surrounded by the circulation predetermined breaking point, especially particularly rigid housing sections can thus be removed from the housing in the event of a collision.
Grundsätzlich kann sowohl die Kanten-Sollbruchstelle als auch die Umlauf-Sollbruchstelle eine beliebige Schwächung des sie tragenden Gehäusewandabschnitts sein. Aus fertigungstechnischer Hinsicht bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass die Kanten-Sollbruchstelle oder/und die Umlauf-Sollbruchstelle bei Betrachtung ihres Querschnitts in einer zur jeweiligen Sollbruchstellen-Verlaufsrichtung orthogonalen Querschnittsebene als Materialdünnstelle, insbesondere als V-förmige Kimme ausgebildet ist. Darüber hinaus ist für derartige Sollbruchstellen-Geometrien sichergestellt, dass in ungeborstenem Zustand das mit der erfindungsgemäßen Knotenbereichsentlastung versehene Gehäuse eine ausreichende Steifigkeit und Formstabilität aufweist und diese, wie gewünscht, erst im Kollisionsfall verliert; dann nämlich, wenn die Kollisionsenergie eine vorbestimmte Schwellenenergie übersteigt, welche zum Bersten wenigstens eines Teils der Sollbruchstellen der Knotenbereichsentlastung erforderlich ist.In principle, both the edge predetermined breaking point and the circulation predetermined breaking point can be any weakening of the housing wall section carrying it. From a manufacturing point of view, however, it is provided that the edge predetermined breaking point and / or the circular breaking point are formed as a material thin point, in particular a V-shaped rear sight, when viewed in cross section in a cross-sectional plane orthogonal to the respective predetermined breaking point direction. In addition, it is ensured for such predetermined breaking point geometries that in the unborn state the housing provided with the node area relief according to the invention has sufficient rigidity and dimensional stability and, as desired, only loses it in the event of a collision; namely, when the collision energy exceeds a predetermined threshold energy required to rupture at least a portion of the predetermined breaking points of the node area relief.
Die vorliegende Erfindung verleiht einem Gehäuse, insbesondere Luftklappensteuerungsgehäuse, mit wenigstens einer wie oben beschrieben ausgebildeten Knotenbereichsentlastung einen besonders hohen Wert, weshalb sich die Anmelderin vorbehält, Schutz für ein derartiges Gehäuse nachzusuchen.The present invention provides a housing, particularly a damper control housing, with at least one node area relief as described above a particularly high value, which is why the applicant reserves the right to seek protection for such a housing.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es stellt dar:The present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:
In
Das Gehäuse
Das Gehäuse
Das Gehäuse
Dort, wo mehrere derartige Kanten in einen Bereich hinein zusammenlaufen, ist ein sogenannter Knotenbereich gebildet. Beispielhaft sei in
So ist im Knotenbereich
Wie in
In
Jede Kante
Die Kantenlängsbahn kann selbst eine dreidimensionale Gestalt aufweisen und eine Raumkurve bilden. Die Kantenlängsbahn kann jedoch auch lediglich durch eine Gerade gebildet sein.The edge longitudinal path may itself have a three-dimensional shape and a Form a space curve. However, the edge longitudinal path can also be formed only by a straight line.
Zumindest in dem dem Knotenbereich
Jede Kante
Weiterhin weist die Knotenbereichsentlastung des Knotenbereichs
Jede Kanten-Sollbruchstelle S30, S32 und S34 der Knotenbereichsentlastung des Knotenbereichs
Sofern zur Herstellung des Gehäuses
So zeigt das in
Dieser Anspritzzapfen
In
Gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile und Bauteilabschnitte wie in
Der Knotenbereich
Auch bei dem Knotenbereich
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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