DE102009058956A1

DE102009058956A1 - Hinge for e.g. door, in body of motor vehicle, has fixing part for fixing hinge element using connecting element and joint part for connection with another hinge element, where joint part is connected to fixing part by connecting parts

Info

Publication number: DE102009058956A1
Application number: DE200910058956
Authority: DE
Inventors: Sebastian Dipl.-Ing. Kares; Thomas Dipl.-Ing. Kretschmer; Kai Dipl.-Ing. Visel; Thomas Dipl.-Ing. Zink; Wolfgang Fassnacht; Martin Dr. Bohn; Axel Wandlowsky
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2010-07-29

Abstract

The hinge has a hinge element (10) with a fixing part (12) for fixing the hinge element using a connecting element at a door or a flap, and/or at a shell structure i.e. body, and using a joint part (14) for articulated connection with another hinge element. The joint part is connected to the fixing part by two connecting parts (16). The connecting parts are designed as load anchors (18, 20), which are arranged at an angle or in a parallel manner. An end stop is integrated in of the connecting parts for limiting the opening of the door or the flap.

Description

Die Erfindung betrifft ein Scharnier für eine Tür, eine Klappe oder dergleichen eines Kraftfahrzeugs der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung eines solchen Scharniers an einem Rohbau eines Kraftfahrzeugs.The Invention relates to a hinge for a door, a flap or the like of a motor vehicle in the preamble of the patent claim 1 specified Invention an arrangement of such a hinge on a shell of a motor vehicle.

Aus dem Serienfahrzeugbau sind Scharniere für eine Tür, eine Klappe oder dergleichen bekannt, welche zwar die Anforderungen an Steifigkeit, Festigkeit, Betriebsfestigkeit und Crash erfüllen, allerdings nicht im Hinblick auf ein minimales Bauteilgewicht auslegbar sind.Out the standard vehicle construction are hinges for a door, a flap or the like known, which although the requirements satisfy rigidity, strength, durability and crash, but not with regard to a minimum component weight interpretable are.

Ein derartiges Scharnier ist beispielsweise in der DE 196 26 704 A1 gezeigt und umfasst jeweilige, an einer Kraftwagenkarosserie bzw. einer Tür oder dergleichen anordnenbare, drehbar miteinander verbundene Scharnierteile, welche jeweils in etwa durch ein L-förmiges Profil ausgebildet sind.Such a hinge is for example in the DE 196 26 704 A1 shown and includes respective, on a motor vehicle body or a door or the like arrangeable, rotatably interconnected hinge parts, which are each formed approximately by an L-shaped profile.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Scharnier für eine Tür, eine Klappe oder dergleichen eines Kraftfahrzeugs sowie eine Anordnung eines Scharniers an einem Rohbau eines Kraftfahrzeugs der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchen die Anforderungen an Steifigkeit und Festigkeit sowohl im normalen Betrieb als auch im Crashfall erfüllt werden und dabei ein reduziertes Gewicht erreicht werden kann.task The present invention is therefore a hinge for a door, a flap or the like of a motor vehicle and an arrangement of a hinge on a shell of a motor vehicle of the type mentioned above, with which the requirements in rigidity and strength in both normal operation and be met in the event of a crash and thereby a reduced weight can be achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Scharnier mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie eine Anordnung eines solchen Scharniers an einem Rohbau eines Kraftfahrzeugs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.These Task is inventively by a hinge with the features of claim 1 and an arrangement of a solved such hinge on a shell of a motor vehicle. Advantageous embodiments with appropriate and non-trivial developments of the invention are in the dependent Claims specified.

Ein solches Scharnier für eine Tür, eine Klappe oder dgl. eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einem Scharnierelement, welches einen Befestigungsteil zum Festlegen des Scharnierelements mittels mindestens eines Verbindungselements an der Tür, der Klappe oder dgl. bzw. an einem Fahrzeugrohbau und einen Gelenkteil zur gelenkigen Verbindung mit einem weiteren Scharnierelement des Scharniers aufweist, ist erfindungsgemäß so ausgestaltet, dass der Gelenkteil über wenigstens zwei Verbindungsteile des Scharnierelements mit dem Befestigungsteil verbunden ist. Die Kraftübertragung zwischen dem Gelenkteil und dem Befestigungsteil findet über diese wenigstens zwei Verbindungsteile statt. Diese wenigstens zwei Verbindungsteile können unabhängig voneinander dimensioniert werden. Dadurch kann jeder Verbindungsteil zur Erfüllung der Anforderungen an Steifigkeit und Festigkeit sowohl im normalen Betrieb als auch im Crashfall, je nachdem, wie er in der Einbausituation beansprucht wird, derart ausgelegt werden, dass sein Gewicht sowie gegebenenfalls das Gewicht anderer Scharnierelemente so niedrig wie möglich ist.One Such a hinge for a door, a flap or Like. A motor vehicle with at least one hinge element, which a fastening part for fixing the hinge element by means of at least one connecting element on the door, the Flap or the like. Or on a vehicle body shell and a joint part for articulated connection with a further hinge element of the Has hinge is designed according to the invention, that the hinge part via at least two connecting parts of the hinge element is connected to the fastening part. The Power transmission between the hinge part and the fastening part takes place via these at least two connecting parts. These at least two connecting parts can be independent of each other be dimensioned. This allows each connector to fulfill the rigidity and strength requirements both in normal Operation as well as in the event of a crash, depending on how he is in the installation situation is claimed to be designed so that its weight as well if necessary, the weight of other hinge elements as low as is possible.

Dabei können nur die für die Funktionserfüllung notwendigen Lastpfade in der Scharniergeometrie berücksichtigt werden, sodass ein auf die jeweiligen Kraftniveaus im normalen Betrieb und im Crashfall abgestimmtes Funktionsverhalten der einzelnen Verbindungsteile einstellbar wird.there can only be used for the function considered necessary load paths in the hinge geometry be, so that one on the respective force levels in the normal enterprise and in the event of a crash coordinated functional behavior of the individual connecting parts becomes adjustable.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens zwei Verbindungsteile als in einem Winkel oder parallel zueinander angeordnete Lastanker ausgebildet sind. Die Kraftübertragung zwischen dem Gelenkteil und dem Befestigungsteil findet somit über wenigstens zwei Lastanker statt, welche in einem Winkel oder parallel zueinander angeordnet sind. Eine solche Anordnung der als Lastanker ausgebildeten Verbindungsteile verleiht dem Scharnierelement eine hohe Steifigkeit.According to one advantageous embodiment of the invention it is provided that the at least two connecting parts as at an angle or in parallel are arranged to load armature arranged one another. The power transmission between the hinge part and the fastening part thus takes over at least two load anchors take place, which at an angle or in parallel are arranged to each other. Such an arrangement of as a load anchor trained connecting parts gives the hinge element a high rigidity.

Die geometrische Ausführung ist prinzipiell variabel und kann durch die als in einem Winkel zueinander angeordneten Lastanker wenigstens zwei Verbindungsteile aufweisen, welche beispielsweise der Struktur eines mehrbeinigen Stativs entsprechen.The geometric design is in principle variable and can by the load anchors arranged at an angle to each other have at least two connecting parts, which, for example, the Structure of a multi-legged tripod correspond.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens einer der Verbindungsteile bzw. Lastanker bei im Crashfall auftretenden Kräften, insbesondere mittels einer Geometrie- und/oder Materialschwächung, gegenüber wenigstens einem anderen Verbindungsteil bzw. Lastanker gezielt stärker deformierbar ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass im Crashfall, in welchem das Scharnierelement großen Belastungen ausgesetzt sein kann, der Verbund zwischen der Tür oder dergleichen und dem Rohbau während der gesamten Belastung erhalten bleibt.In an expedient development of the invention is provided that at least one of the connecting parts or Load anchor in case of a crash occurring forces, in particular by means of a geometry and / or material weakening, compared to at least another connecting part or load anchor targeted stronger is deformable. This can ensure that in the event of a crash, in which the hinge element is exposed to high loads can be, the bond between the door or the like and the shell during the entire load received remains.

Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass der wenigstens eine der Verbindungsteile bzw. Lastanker die Energie der im Crashfall auftretenden, großen Belastungen in Form von plastischer Deformation aufnehmen kann anstatt zu brechen. Somit weist der wenigstens eine der Verbindungsteile bzw. Lastanker bei hohen Belastungen eine hohe Nachgiebigkeit und eine hohe Duktilität auf.With In other words, it is provided that the at least one of the connecting parts or load anchor the energy of the occurring in the event of a crash, large loads in the form of plastic deformation can absorb instead of breaking. Thus, the at least one of the connecting parts or load anchor at high loads a high compliance and high ductility on.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens ein Verbindungsteil bzw. Lastanker des Scharnierelements mit dem Befestigungsteil im Nahbereich des für das mindestens eine Verbindungselement vorgesehenen Bereichs, insbesondere im Nahbereich einer Bohrung, verbunden ist. Dadurch kann das Scharnierelement beispielsweise bei zwischen dem Befestigungsteil und dem Gelenkteil wirkenden Zugkräften sehr steif ausgebildet werden.In an advantageous development of the invention, it is provided that at least one connecting part or load armature of the hinge element is connected to the fastening part in the vicinity of the area provided for the at least one connecting element, in particular in the vicinity of a bore. This allows the hinge element in For example, be designed to be very stiff at acting between the fastening part and the hinge part tensile forces.

Dabei hat es sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn wenigstens einer der Verbindungsteile bzw. Lastanker bei im normalen Betrieb auftretenden Kräften im Wesentlichen nicht deformierbar und bei im Crashfall auftretenden Kräften, insbesondere mittels einer Geometrie- und/oder Materialschwächung, versagbar ist. Mit anderen Worten weist der wenigstens eine der Verbindungsteile bzw. Lastanker bei niedrigen auftretenden Kräften eine hohe Steifigkeit auf, welche eine für die Funktion des Scharniers im normalen Betrieb störende Verformung des Scharnierelements verhindern soll. Bei im Crashfall auftretenden hohen Belastungen soll eine Verformung des Scharnierelements begünstigt werden, sodass der Verbund zwischen der Tür oder dergleichen und dem Rohbau während der gesamten Belastung erhalten bleibt. Dies kann durch ein Versagen durch beispielsweise Bruch, Biegen, oder Knicken dieses wenigstens einen Verbindungsteils bzw. Lastankers bei hohen Belastungen ermöglicht werden.there it has in a further embodiment of the invention as special shown advantageous if at least one of the connecting parts or load armature occurring during normal operation forces essentially not deformable and occurring in the event of a crash Forces, in particular by means of a geometry and / or Material weakening, is unsustainable. In other words, points the at least one of the connecting parts or load armature at low occurring forces on a high rigidity, which a disturbing to the function of the hinge during normal operation To prevent deformation of the hinge element. In case of a crash occurring high loads to promote deformation of the hinge element so that the bond between the door or the like and the shell during the entire load received remains. This can be caused by failure by, for example, fracture, Bending, or buckling of this at least one connecting part or Load anchor can be made at high loads.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Scharnierelement aus Stahl, einer Aluminiumlegierung oder Kunststoff ausgebildet ist. Diese Materialien können abhängig vom Einsatzfall, insbesondere abhängig von der Geometrie anhand des vorgegebenen Bauraums und abhängig von den auftretenden Belastungen im normalen Betrieb und im Crashfall, und abhängig von ihren Eigenschaften ausgewählt werden. Als Fertigungsverfahren kann in Abhängigkeit des Werkstoffs bzw. der Ausführungsform beispielsweise Schmieden, Gießen oder Strangpressen zum Einsatz kommen.In a further preferred embodiment of the invention is provided that the hinge element made of steel, an aluminum alloy or plastic is trained. These materials can be dependent from the application, in particular depending on the geometry based on the given installation space and depending on the occurring Loads in normal operation and in the event of a crash, and dependent be selected from their properties. As a manufacturing process can be a function of the material or the embodiment For example, forging, casting or extrusion for Use come.

Des Weiteren hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn in einen Verbindungsteil bzw. Lastanker ein Endanschlag zum Begrenzen der Öffnung der Tür, der Klappe oder dergleichen integriert ist. Dieser Verbindungsteil kann entsprechend der beim Öffnen der Tür, der Klappe oder dergleichen auftretenden Belastungen ausgelegt werden, sodass die auf den Endanschlag und die angrenzenden Scharnierelemente wirkende Kraft beispielsweise durch geometrische Ausgestaltung zu hohen Steifigkeiten – d. h. geringe Verformungen – führt.Of Furthermore, it has proven to be advantageous if in a connecting part or load armature an end stop for limiting the opening the door, the flap or the like is integrated. This connection part can according to when opening the door, the Flap or the like occurring loads are interpreted, so that the on the end stop and the adjacent hinge elements acting force, for example, by geometric design high rigidity - d. H. small deformations - leads.

Schließlich hat es sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Verbindungsteile bzw. Lastanker in Überdeckung mit jeweiligen Lastfaden des Scharnierelements verlaufen.After all it has in a further embodiment of the invention as special shown advantageous when the connecting parts or load armature in coverage run with respective load thread of the hinge element.

Um eine Anordnung eines Scharniers zu schaffen, mit welcher die Anforderungen an Steifigkeit und Festigkeit sowohl im normalen Betrieb als auch im Crashfall erfüllt werden und dabei ein reduziertes Gewicht erreicht werden kann, ist eine Anordnung eines Scharniers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 an einem Rohbau, insbesondere einer Karosserie, eines Kraftfahrzeugs vorgesehen.Around to provide an arrangement of a hinge with which the requirements in rigidity and strength in both normal operation and be met in the event of a crash and thereby a reduced weight can be achieved, is an arrangement of a hinge according to a of claims 1 to 8 to a shell, in particular a Body, a motor vehicle provided.

In einer Weiterbildung dieser Anordnung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das wenigstens eine Verbindungselement bei im normalen Betrieb auftretenden Kräften im Wesentlichen nicht deformierbar und bei im Crashfall auftretenden Kräften versagbar ist. Mit anderen Worten weist das wenigstens eine Verbindungselement, welches beispielsweise als Schraube ausgebildet sein kann, bei niedrigen auftretenden Kräften eine hohe Steifigkeit auf, welche eine Veränderung in der Anordnung des Scharniers und seiner Funktion im normalen Betrieb verhindern soll. Bei im Crashfall auftretenden hohen Belastungen soll gegebenenfalls eine Deformation der Anordnung begünstigt werden, sodass der Verbund des Scharniers mit der Tür oder dergleichen und der Karosserie während der gesamten Belastung erhalten bleibt. Dies kann durch ein Versagen durch beispielsweise Bruch, Biegen, oder Knicken des wenigstens einen Verbindungselements bei hohen Belastungen ermöglicht werden.In a development of this arrangement, it has to be advantageous shown when the at least one connecting element in the normal Operation occurring forces substantially not deformable and is unsafe in the event of a crash occurring forces. In other words, this has at least one connecting element, which may be formed for example as a screw, at low occurring forces on a high rigidity, which a change in the arrangement of the hinge and its Function in normal operation should prevent. In case of a crash high loads should optionally be a deformation of the arrangement be favored, so that the bond of the hinge with the door or the like and the bodywork during the entire load is maintained. This can be due to failure For example, breakage, bending, or buckling of the at least one Connecting element can be made at high loads.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von drei bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of three preferred embodiments as well as from the drawings. Showing:

1 eine perspektivische Darstellung eines Scharnierelements eines Scharniers für eine Tür eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gelenkteil und einem Befestigungsteil, welche über zwei Verbindungsteile miteinander verbunden sind, welche als in einem Winkel zueinander angeordnete Stege ausgebildet sind; 1 a perspective view of a hinge element of a hinge for a door of a motor vehicle, comprising a hinge part and a fixing part, which are interconnected via two connecting parts, which are formed as arranged at an angle to each other webs;

2 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Scharnierelements eines Scharniers für eine Tür eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gelenkteil und einem Befestigungsteil, welche über drei Verbindungsteile miteinander verbunden sind, welche als in einem Winkel zueinander angeordnete Stege ausgebildet sind; 2 a perspective view of another hinge element of a hinge for a door of a motor vehicle, with a hinge part and a fixing part, which are interconnected via three connecting parts, which are formed as arranged at an angle to each other webs;

3 eine graphische Darstellung eines Kraft-Weg-Verlaufes, in welchem die Verformung im Bereich des Gelenkteils eines Scharnierelements in Abhängigkeit der hierauf wirkenden Belastung gezeigt ist; 3 a graphical representation of a force-displacement curve, in which the deformation is shown in the region of the hinge part of a hinge element as a function of the load acting thereon;

4a bis 4c eine perspektivische Seitenansicht des in 2 dargestellten Scharnierelements, wobei das Scharnierelement in 4a in normalem Betrieb auftretenden Belastungen und in 4b und 4c im Crashfall auftretenden Belastungen ausgesetzt ist; und 4a to 4c a side perspective view of the 2 shown hinge element, wherein the hinge element in 4a in normal operation occurring loads and in 4b and 4c exposed in the event of a crash occurring loads; and

5 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Scharnierelements eines Scharniers, mit einem gegenüber dem Scharnierelement gemäß 1 versetzten Gelenkteil. 5 a perspective view of another hinge element of a hinge, with respect to the hinge element according to 1 offset joint part.

1, 2 und 5 zeigen jeweils eine perspektivische Darstellung eines Scharnierelements 10 eines Scharniers für eine Tür eines Kraftfahrzeugs, mit einer Geometrie auf Basis eines jeweiligen vorgegebenen Bauraums mit Anbindungspunkten am Fahrzeugrohbau und an einem anderen Scharnierelement der Tür. 1 . 2 and 5 each show a perspective view of a hinge element 10 a hinge for a door of a motor vehicle, having a geometry based on a respective predetermined installation space with connection points on the vehicle body shell and on another hinge element of the door.

Diese Scharnierelemente 10 weisen jeweils einen Befestigungsteil 12 zum Festlegen des Scharnierelements 10 mittels jeweils eines oder zweier Verbindungselemente an einem Fahrzeugrohbau und einen Gelenkteil 14 zur gelenkigen Verbindung mit einem weiteren Scharnierelement 10 des Scharniers der Tür auf. Der Gelenkteil 14 und der Befestigungsteil 12 sind in den Scharnierelementen 10 von 1 und 2 jeweils über zwei bzw. drei Verbindungsteile 16 miteinander verbunden.These hinge elements 10 each have a fastening part 12 for fixing the hinge element 10 by means of one or two connecting elements on a vehicle body shell and a joint part 14 for articulated connection with another hinge element 10 of the hinge of the door. The hinge part 14 and the fastening part 12 are in the hinge elements 10 from 1 and 2 each with two or three connecting parts 16 connected with each other.

In der Geometrie dieser Scharnierelemente 10 werden nur die für die Erfüllung der Funktionsanforderungen im normalen Betrieb und im Crashfall notwendigen Lastpfade berücksichtigt. Diese Lastpfade sind, wie in 1, 2 und 5 erkennbar ist, durch diese zwei bzw. drei Verbindungsteile 16 als in einem Winkel zueinander angeordnete Lastanker 18, 20 ausgebildet bzw. dargestellt. Die übrigen Bereiche des jeweils zur Verfügung stehenden Bauraums werden in der Scharniergeometrie nicht genutzt. Dadurch ergibt sich zum einen eine Scharniergeometrie mit deutlich reduziertem Bauteilgewicht, und zum anderen ergeben sich geometrische Gestaltungsmöglichkeiten, über die sich das Verhalten des Scharnierelements 10 einstellen lässt. Das Scharnierelement 10 kann abhängig vom Einsatzfall und abhängig von den auftretenden Belastungen aus Stahl, einer Aluminiumlegierung oder Kunststoff ausgebildet sein.In the geometry of these hinge elements 10 Only the load paths necessary to fulfill the functional requirements in normal operation and in the event of a crash are taken into account. These load paths are, as in 1 . 2 and 5 can be seen by these two or three connecting parts 16 as an angle to each other arranged load armature 18 . 20 trained or represented. The remaining areas of the available installation space are not used in the hinge geometry. On the one hand, this results in a hinge geometry with a significantly reduced component weight, and, on the other hand, there are geometric design options that determine the behavior of the hinge element 10 can be set. The hinge element 10 may be formed depending on the application and depending on the loads occurring steel, an aluminum alloy or plastic.

Bei dem Scharnierelement 10 in 1 ist ein als ein Lastanker 18 ausgebildeter Verbindungsteil 16 in einem Winkel von etwa 90° zu dem Befestigungsteil 12 angeordnet. Der andere Verbindungsteil 16 ist als ein weiterer Lastanker 20 ausgebildet, welcher in einem Winkel von etwa 45° zu dem Befestigungsteil 12 angeordnet ist.In the hinge element 10 in 1 is one as a load anchor 18 trained connection part 16 at an angle of about 90 ° to the attachment part 12 arranged. The other connection part 16 is as another load anchor 20 formed, which at an angle of about 45 ° to the fastening part 12 is arranged.

Bei dem Scharnierelement 10 gemäß 5 ist das Gelenkteil 14 gegenüber demjenigen von 1 leicht versetzt angeordnet, wodurch hier beide Verbindungsteile 16 in einem spitzen Winkel zu dem Befestigungsteil 12 angeordnet sind.In the hinge element 10 according to 5 is the hinge part 14 opposite to that of 1 arranged slightly offset, whereby here both connecting parts 16 at an acute angle to the attachment part 12 are arranged.

Da das Scharnier an unterschiedlichstes Verschraubungs- und Bauraumvorgaben angepasst werden muss, ist die genaue Geometrieausgestaltung bzw. die relative Position und Ausrichtung der Verbindungsteile 16 an die Einbausituation anzupassen.Since the hinge must be adapted to a wide variety of screwing and installation space specifications, the exact geometry design or the relative position and orientation of the connecting parts 16 to adapt to the installation situation.

Bei dem Scharnierelement 10 in 2 sind zwei der Verbindungsteile 16 als Lastanker 18 ausgebildet, welche jeweils ebenso in einem Winkel von etwa 90° zu dem Befestigungsteil 12 angeordnet sind. Der dritte Verbindungsteil 16 ist als ein Lastanker 20 ausgebildet, welcher in einem Winkel von etwa 60° zu dem Befestigungsteil 12 angeordnet ist. Die Anordnung der Verbindungsteile 16 dieses Scharnierelements ist in 4a besser erkennbar.In the hinge element 10 in 2 are two of the connecting parts 16 as a load anchor 18 each formed at an angle of about 90 ° to the fastening part 12 are arranged. The third connection part 16 is as a load anchor 20 formed, which at an angle of about 60 ° to the fastening part 12 is arranged. The arrangement of the connecting parts 16 this hinge element is in 4a better recognizable.

Wie in 1 und 2 erkennbar ist, ist der Lastanker 20 jeweils mit dem Befestigungsteil 12 im Nahbereich eines Bereichs verbunden, in welchem jeweils eine oder zwei Bohrungen 22 zum Festlegen des Scharnierelements 10 vermittelst Verbindungselementen vorgesehenen sind. In beiden Ausführungsbeispielen weist das Scharnierelement 10 einen Endanschlag 24 zum Begrenzen der Öffnung der Tür auf, welcher in einem der Lastanker 18 integriert bzw. an dieses angeformt ist.As in 1 and 2 recognizable is the load anchor 20 each with the fastening part 12 connected in the vicinity of a range, in each of which one or two holes 22 for fixing the hinge element 10 are provided by means of connecting elements. In both embodiments, the hinge element 10 an end stop 24 for limiting the opening of the door which is in one of the load anchors 18 integrated or molded to this.

In 3 ist eine graphische Darstellung eines der Funktion des Scharniers entsprechenden Kraft-Weg-Verlaufes gezeigt, in welchem die Verformung S im Bereich des Gelenkteils 14 eines Scharnierelements 10 in Abhängigkeit der auf das Scharnierelement 10 wirkenden Kräfte F gezeigt ist. Es ist dabei erkennbar, dass bei einer niedrigen Belastung F' im Bereich des ersten Punkts I, welche im normalen Betrieb des Scharniers auf das Scharnierelement 10 wirkt, eine sehr kleine Verformung S' des Scharnierelements 10 zulässig ist. Nur bei hohen (F'') oder sehr hohen (F''') Belastungen im Bereich der Punkte II und III, welche im Crashfall auftreten können, sind große (S'') oder sehr große (S''') Verformungen zulässig bzw. erwünscht. Die Linie, welche die Punkte I, II, III verbindet, zeigt somit zwei typische Kraft-Weg-Verläufe, welche die wesentlichen Funktionsanforderungen an das Scharnierelement 10 zeigen. Zwischen dem Bereich der niedrigen Belastung F' und dem Bereich der hohen Belastung F'' ist ein abgrenzender Bereich A dargestellt, dessen Kraftniveau weder im normalen Betrieb noch im Crashfall vorkommt und damit eine getrennte Auslegung der Scharnierelemente für die jeweilige Disziplin zulässt.In 3 is shown a graphical representation of the function of the hinge corresponding force-displacement curve, in which the deformation S in the region of the joint part 14 a hinge element 10 depending on the hinge element 10 acting forces F is shown. It can be seen that at a low load F 'in the region of the first point I, which in the normal operation of the hinge on the hinge element 10 acts, a very small deformation S 'of the hinge element 10 is permissible. Only at high (F '') or very high (F ''') loads in the region of points II and III, which can occur in the event of a crash, are large (S'') or very large (S''') deformations permitted or desired. The line connecting points I, II, III thus shows two typical force-displacement curves, which illustrate the essential functional requirements for the hinge element 10 demonstrate. Between the area of the low load F 'and the area of the high load F''a delimiting area A is shown, whose force level occurs neither in normal operation nor in the event of a crash and thus allows a separate interpretation of the hinge elements for each discipline.

Die 4a bis 4c zeigen jeweils eine perspektivische Seitenansicht des in 2 dargestellten Scharnierelements 10. Diese zeigen in Zusammenschau mit 3 das Verhalten dieses Scharnierelements 10 im normalen Betrieb und im Crashfall.The 4a to 4c each show a perspective side view of the in 2 illustrated hinge element 10 , These show in synopsis with 3 the behavior of this hinge element 10 in normal operation and in the event of a crash.

4a zeigt das Scharnierelement 10 bei einer niedrigen Belastung F' im Bereich des ersten Punkts I der 3, und somit bei einer im normalen Betrieb auftretenden Belastung, bei welcher das Scharnierelement 10 nur eine sehr kleine Verformung zeigt. Das Scharnierelement 10 zeichnet sich somit bei niedrigen auftretenden Kräften durch eine hohe Steifigkeit aus. 4a shows the hinge element 10 at a low load F 'in the region of the first point I of 3 , and thus at a load occurring during normal operation, in which the hinge element 10 shows only a very small deformation. The hinge element 10 is thus characterized by low stiffness and high rigidity.

4b zeigt das Scharnierelement bei einer hohen Belastung F'' im Bereich des Punkts II der 3, und somit bei einer im Crashfall auftretenden Belastung. Es ist dabei erkennbar, dass der Lastanker 20 bei dieser hohen Belastung F'' durch Bruch B versagt hat. Dieses Verhalten ist erwünscht und mittels einer Materialschwächung durch eine Verengung im unteren Bereich des Steges des Lastankers 20 begünstigt. Der Bruch des Lastankers 20 trägt bei dieser Art von Belastung zum Erhalt des Verbunds zwischen der Tür und dem Rohbau während der gesamten Belastung im Crashfall bei. 4b shows the hinge element at a high load F '' in the region of the point II of 3 , and thus at a load occurring in the event of a crash. It can be seen that the load anchor 20 failed at this high load F '' by break B. This behavior is desirable and by means of a material weakening by a constriction in the lower region of the web of the load anchor 20 favored. The breakage of the load anchor 20 In this type of load, it helps to maintain the bond between the door and the shell during the entire load in the event of a crash.

4c zeigt das Scharnierelement bei einer sehr hohen Belastung F''' im Bereich des Punkts III der 3, und somit bei einer im Crashfall auftretenden sehr hohen Belastung. Es ist dabei erkennbar, dass sich die Lastanker 18 dieses Scharnierelements 10 durch Biegen sehr verformt haben. Die Lastanker 18 des Scharnierelements 10 zeichnen sich somit bei im Crashfall auftretenden (sehr) hohen Kräften durch eine hohe Nachgiebigkeit aus. Um diese Nachgiebigkeit zu fördern, ist im Bereich der Standbeine ebenfalls jeweils eine lokale Materialschwächung M vorgesehen, durch welche ihre Verformung gezielt eingeleitet wird. Dabei kann die ab einem bestimmten Kraftniveau notwendige starke Verformung des Scharnierelements 10 beispielsweise auch durch gezieltes Knicken oder Beulen eingestellt werden. 4c shows the hinge element at a very high load F '''in the area of point III of 3 , and thus at a very high load occurring in the event of a crash. It can be seen that the load anchors 18 this hinge element 10 have deformed very much by bending. The load anchors 18 of the hinge element 10 Thus, in the event of a crash occurring (very) high forces characterized by a high compliance. In order to promote this compliance, a local material weakening M is also provided in the area of the legs, by means of which their deformation is purposefully initiated. It can be necessary from a certain level of force strong deformation of the hinge element 10 for example, be adjusted by specific bending or buckling.

Es ist somit schließlich erkennbar, dass unter Berücksichtigung der im normalen Betrieb und im Crashfall im Scharnierelement 10 auftretenden Lastpfade sowie der unterschiedlichen Anforderungen an die Verformung in Abhängigkeit der auftretenden Kräfte im normalen Betrieb und im Crashfall das Bauteilgewicht durch eine kraftflussgerechte und anforderungsoptimierte Scharniergeometrie signifikant reduziert werden kann.It is thus finally recognizable that taking into account the normal operation and in the event of a crash in the hinge element 10 occurring load paths and the different requirements on the deformation as a function of the forces occurring in normal operation and in the event of a crash, the component weight can be significantly reduced by a flow of power and requirement-optimized hinge geometry.

Durch die Gestaltung der Lastanker 18 ist das Scharnierelement 10 bei einem Lastniveau steif und gibt bei einem anderen Lastniveau (Crash) durch Versagen – beispielsweise durch Bruch, Knicken oder Beulen – eines der Lastanker Weg frei. Die übrigen Lastanker 20 deformieren dabei stärker und garantieren den Verbund des Gesamtsystems.By the design of the load anchor 18 is the hinge element 10 stiff at a load level and at another load level (crash) by failure - for example, by break, buckling or buckling - one of the load anchors free way. The remaining load anchors 20 deform more strongly and guarantee the connection of the entire system.

Die Lastanker 18, 20 nehmen je nach Einbausituation Zug-, Druck-, Biege- oder Torsionslasten auf und deformieren bzw. versagen dabei gezielt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 bzw. 4 kann die Anordnung und Ausrichtung der drei Lastanker 18, 20 sowie die Aufteilung in deformierbar bzw. versagbar beliebig angepasst werden, um die unterschiedlichen Vorgaben durch die Säulen- bzw. Tür-Geometrie sowie durch die Verschraubungsvorgaben, wie zum Beispiel Ein-Punkt- bis Mehr-Punkt-Verschraubung, Schraubenlage versetzt oder horizontal bzw. vertikal, Lage vor oder hinter der Scharnierachse, zu erfüllen.The load anchors 18 . 20 Depending on the installation situation, they absorb tensile, compressive, bending or torsional loads and deliberately deform or fail. In the embodiment according to 2 respectively. 4 Can the arrangement and orientation of the three load anchors 18 . 20 and the division into deformable or unserviceable be adapted to the different specifications by the column or door geometry and by the Verschraubungsvorgaben, such as one-point to multi-point screw, offset screw position or horizontal or vertically, in front of or behind the hinge axis.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 19626704 A1 [0003]

Claims

Hinge for a door, a flap or the like of a motor vehicle with at least one hinge element ( 10 ), which has a fastening part ( 12 ) for fixing the hinge element ( 10 ) by means of at least one connecting element on the door, the flap or the like or on a vehicle body shell and a joint part ( 14 ) for articulated connection with a further hinge element ( 10 ) of the hinge, characterized in that the hinge part ( 14 ) via at least two connecting parts ( 16 ) of the hinge element ( 10 ) with the fastening part ( 12 ) connected is.

Hinge according to claim 1, characterized in that the at least two connecting parts ( 16 ) as in an angle or parallel to each other arranged load armor ( 18 . 20 ) are formed.

Hinge according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the connecting parts ( 16 ) or load anchor ( 18 ) in the event of a crash occurring forces, in particular by means of a geometry and / or material weakening (M), opposite at least one other connecting part ( 16 ) or load anchor ( 20 ) is more strongly deformable targeted.

Hinge according to one of the preceding claims, characterized in that at least one connecting part ( 16 ) or load anchor ( 20 ) of the hinge element ( 10 ) with the fastening part ( 12 ) in the vicinity of the region provided for the at least one connecting element, in particular in the vicinity of a bore ( 22 ), connected is.

Hinge according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the connecting parts ( 16 ) or load anchor ( 20 ) is substantially not deformable in forces occurring during normal operation and in forces occurring in the event of a crash, in particular by means of a geometry and / or material weakening (M), is unfeasible.

Hinge according to one of the preceding claims, characterized in that the hinge element ( 10 ) is made of steel, an aluminum alloy or plastic.

Hinge according to one of the preceding claims, characterized in that in a connecting part ( 16 ) or load anchor ( 18 ) an end stop ( 24 ) is integrated to limit the opening of the door, the flap or the like.

Hinge according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting parts ( 16 ) or load anchor ( 18 . 20 ) in overlap with respective load thread of the hinge element ( 10 ).

Arrangement of a hinge according to a of claims 1 to 8 to a shell, in particular a Body, of a motor vehicle.

Arrangement according to claim 9, characterized that at least one connecting element during normal operation occurring forces substantially not deformable and is unsafe in the event of a crash occurring forces.