-
TECHNISCHES GEBIET
-
Diese Offenbarung betrifft allgemein Halterungen für Kraftfahrzeugkomponenten und insbesondere Halterungen, die ein verbessertes Aufprallbelastungsverhalten aufweisen.
-
HINTERGRUND
-
Sicherheitsbestimmungen schreiben vor, dass im Fall eines Aufpralls, wie etwa einer Kraftfahrzeugkollision, die Menge an Kraft/Energie, die auf den Körper des Fahrzeuginsassen übertragen wird, ein vorbestimmtes Maß nicht überschreiten darf, um das Risiko und/oder die Schwere einer Verletzung des Insassen zu minimieren. Eine Art und Weise, wie dies erreicht wird, ist es, in Fahrzeugmodulen/-blechen spezielle Knautschzonen bereitzustellen, die einen Teil der Aufprallenergie absorbieren. Eine andere Art und Weise ist es, spezielle Aufprallbelastungsspezifikationen bereitzustellen, d. h. Bereiche und Strukturmerkmale des Kraftfahrzeugs, die dazu konzipiert sind, bei einer vorbestimmten Aufprallbelastung zu versagen, um das auf den Insassen übertragene Maß an Aufprallkraft abzuschwächen und zu reduzieren. Insbesondere ist es zum Erreichen dieses Ziels bekannt, Halterungen bereitzustellen, die dazu konzipiert sind, bei einer vorbestimmten Aufprallbelastung zu versagen.
-
Kraftfahrzeughalterungen und -befestigungselemente müssen jedoch bestimmte Haltbarkeits-/Montageanforderungen erfüllen. Beispielsweise müssen Halterungen und Befestigungselemente dazu konzipiert sein, nicht unterhalb voreingestellter Grenzwerte zu versagen, und sie müssen auch häufig Konstruktionsmerkmale umfassen, welche die Ausrichtung der konkreten, mit ihnen festgemachten Fahrzeugkomponenten unterstützen. Beispielsweise umfassen mit Bezug auf die 1A und 1B herkömmliche formgepresste oder gegossene Halterungsstrukturen 10 zum Festmachen von Fahrzeugkomponenten (unspezifisch als C, C‘ abgebildet) aneinander typischerweise einen Befestigungselementpositionierteil 12, der dazu konzipiert ist, ein Befestigungselement F, wie etwa einen Bolzen oder eine Schraube, automatisch mit einer gewünschten Ausrichtung zum Festmachen der Halterung an einer Fahrzeugkomponente zu positionieren. Herkömmliche Halterungen 10 umfassen typischerweise auch einen festen Körper 14, der gegebenenfalls eine oder mehrere Verstärkungsrippenstruktur(en) 16 umfassen kann, um der Halterung mehr Stabilität und Festigkeit zu verleihen. Wie abgebildet, liegt die Halterung 10 integral mit der Struktur der Fahrzeugkomponente C vor, aber für den Fachmann ist es offensichtlich, dass die Halterung 10 gleichermaßen ein separat gegossenes oder formgepresstes Teil sein kann. Weil die Halterung 10 einen einstückigen Körper aufweist, der den Befestigungselementpositionierteil 12 mit einer damit zusammenwirkenden Öffnung 18 in einer damit zusammenwirkenden Halterungsstruktur 19 an einer benachbarten Komponente C‘ ausrichtet, sind die Fahrzeugkomponenten C, C‘ starr aneinander festgemacht und im Fall einer Kollision erfolgt keine Abschwächung der Aufprallkraft, es sei denn die Halterung 10 versagt vollständig und/oder eine oder beide der Komponenten C, C‘ werden zerknautscht oder zerquetscht.
-
Mit Bezug auf 1C ist eine andere Halterung 10‘ nach dem Stand der Technik gezeigt, die dazu konzipiert ist, eine gewisse Aufprallkraftabschwächung bereitzustellen. Die Halterung 10‘ umfasst einen Positionierteil 12‘ für ein Befestigungselement F und einen Verschiebeebenenteil 18. Bei der abgebildeten Halterung wird durch einen bogenförmigen oberen Halterungsrand ein Zweiwegebefestigungselementpositionierteil 15 bereitgestellt. Arme 16‘, 16‘ erstrecken sich von dem oberen Rand nach unten. Der Raum 19 zwischen dem oberen Rand und der Komponente C ist im Wesentlichen offen. Wie ersichtlich ist, wird im Fall eines direkt oder indirekt übertragenen Aufpralls auf die Komponente C eine Aufprallbelastung in der Richtung des Befestigungselements F (siehe Pfeil) übertragen. Wie ersichtlich ist, bewirkt dies, dass die Halterung 10‘ und das Befestigungselement F als ein Verschiebegelenk funktionieren, das bei einem Aufprall für ein gewisses Maß an Verschiebung sorgt. Die Aufprallbelastung, bei der die Befestigung zwischen dem Befestigungselement F und dem oberen Rand sich durch den Raum 19 hindurch verschiebt, wird durch eine Klemmkraft des Befestigungselements F bestimmt. Es ist daher sehr schwierig, eine genau gesteuerte Verschiebeebene bereitzustellen, die sich nur bei einer gewünschten Aufprallbelastung verschiebt. Darüber hinaus kann sich im Laufe der Zeit und durch die während der Fahrzeugnutzung auftretende Vibration das Befestigungselement F lockern, was Geräusche, ein Vibrieren der Komponenten usw. zur Folge hat.
-
Andere Möglichkeiten der Halterungskonstruktion, die dazu konzipiert sind, die durch Fahrzeugkomponenten/-module übertragenen Aufprallkräfte zu reduzieren, um ein Risiko und/oder eine Schwere einer Verletzung zu verringern/abzuschwächen, können unzulänglich festgemachte oder fehlausgerichtete Fahrzeugkomponenten, ein Gefühl seitens des Fahrzeugnutzers, dass sich das Fahrzeug „nicht richtig anfühlt“, Geräuschprobleme, wie etwa ein Quietschen/Klappern, übermäßige Vibration usw. zur Folge haben. Dies kann zu Kundenunzufriedenheit bezüglich der Qualität und Verarbeitung des Fahrzeugs führen. Andererseits können
-
Halterungen/Befestigungselemente, die solche Bereiche verstärken, bewirken, dass auf einen Fahrzeuginsassen wirkende Aufprallkräfte, gewünschte Maße überschreiten. Somit stellt die Konstruktion von Halterungen und anderen Befestigungen, die ausreichend haltbar sind, andere wünschenswerte Merkmale, wie etwa eine Befestigungselementpositionierung, bereitzustellen, aber auch dazu konzipiert sind, bei einer vorbestimmten Aufprallbelastung zu versagen, eine bedeutsame ingenieurtechnische Herausforderung dar.
-
Um diesem festgestellten Bedarf auf dem Fachgebiet nachzukommen, beschreibt die vorliegende Offenbarung eine Halterung zum Festmachen von Fahrzeugkomponenten/-modulen aneinander. Die beschriebene Halterung umfasst geeignete Befestigungselementpositionierstrukturen, stellt eine haltbare Struktur bereit, die für eine sichere Befestigung von Komponenten während der gewöhnlichen Nutzung sorgt, ist aber auch dazu konzipiert, sich bei einer vorbestimmten Aufprallbelastung zu verschieben, um die im Fall einer Kollision übertragenen Aufprallkräfte zu reduzieren. Vorteilhafterweise umfasst die Halterung einen Verschiebeebenenteil, der ein Verschiebegelenkmerkmal bereitstellt, das dazu konzipiert ist, bei einer vorbestimmten Aufprallbelastung eine Gelenk- oder Verbindungspunktverschiebung zu bewirken. Dieses Verschiebegelenkmerkmal ist vorteilhaft, als dass die Halterung, wenn sie einen vorbestimmten Aufprall erfährt, sich verschiebt, statt vollständig zu versagen, was eine Aufprallabsorptionsfunktion bereitstellt, ohne die Verbindung zwischen den Komponenten vollständig zu lösen. Die beschriebene Halterung umfasst ferner einen „anpassbaren“ Teil, der es dem Konstrukteur gestattet, die vorbestimmte Aufprallbelastung, die bewirkt, dass die Halterung sich verschiebt, höher oder niedriger einzustellen.
-
KURZDARSTELLUNG
-
Gemäß den hier beschriebenen Zwecken und Vorteilen wird unter einem Aspekt eine Halterung bereitgestellt, die einen Körper umfasst, der wenigstens einen Befestigungselementpositionierteil und einen Verschiebeebenenteil aufweist. Der Verschiebeebenenteil ist dazu konzipiert, bei einer vorbestimmten Aufprallbelastung zu versagen, und gestattet somit bei einem Aufprall ein bestimmtes Maß an Verschiebung einer Verbindung zwischen Fahrzeugkomponenten, um einen Teil der Aufprallkraft zu absorbieren.
-
In Ausführungsformen ist der Verschiebeebenenteil anpassbar, das heißt, er kann dazu gefertigt sein, gemäß gewünschten oder geforderten Eigenschaften der Halterung, wie etwa Haltbarkeit, Vibrationsübertragung und anderen, bei einer höheren oder geringeren Aufprallkraft zu versagen/brechen. In noch anderen Ausführungsformen können Elemente des Verschiebeebenenteils dazu konzipiert sein, die Aufprallbelastung in einer gewünschten Richtung zu konzentrieren.
-
In der folgenden Beschreibung werden Ausführungsformen der offenbarten Halterung gezeigt und beschrieben. Wie zu erkennen sein sollte, sind andere unterschiedliche Ausführungsformen der Halterung möglich, und ihre mehreren Details sind in verschiedenen, offensichtlichen Aspekten modifizierbar, ohne von den Vorrichtungen und Verfahren, wie sie in den folgenden Ansprüchen dargelegt und beschrieben sind, abzuweichen. Dementsprechend sind die Zeichnungen und Beschreibungen als beispielhaft und nicht als einschränkend zu verstehen.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Die beigefügten Zeichnungsfiguren, die hier aufgenommen wurden und Teil der Beschreibung sind, stellen mehrere Aspekte eines Verkleidungsbefestigungssystems zum Festmachen einer Fahrzeugverkleidung und/oder von Komponenten derselben an anderen Fahrzeugkomponenten oder an der tragenden Architektur eines Fahrzeugs, beispielsweise einem Fahrzeugpolster, dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, bestimmte Prinzipien desselben zu erläutern. In den Zeichnungen zeigt:
-
1A ein Halterungssystem nach dem Stand der Technik, das Fahrzeugkomponenten aneinander festmacht;
-
1B eine Halterung nach dem Stand der Technik zur Verwendung in dem System von 1A;
-
1C eine andere Halterung nach dem Stand der Technik zur Verwendung in dem System von 1A;
-
2A eine Ausführungsform einer Halterung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
-
2B eine alternative Ausführungsform der Halterung von 2A;
-
2C eine andere alternative Ausführungsform der Halterung von 2A;
-
2D noch eine andere alternative Ausführungsform der Halterung von 2A;
-
2E noch eine andere alternative Ausführungsform der Halterung von 2A; und
-
3 Fahrzeugkomponenten, die durch eine Halterung gemäß der vorliegenden Offenbarung aneinander befestigt sind.
-
Nun wird ausführlich auf Ausführungsformen der offenbarten Halterung, wovon Beispiele in den beigefügten Zeichnungsfiguren dargestellt sind, Bezug genommen.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Um das vorgenannte und andere Probleme zu lösen, betrifft die vorliegende Offenbarung in hohem Maße eine Halterung, die wenigstens einen Befestigungselementpositionierteil und einen Verschiebeebenenteil umfasst. In den Zeichnungen sind gleiche Merkmale mit gleichen Referenznummern nummeriert, aber durch Referenzbuchstaben (a, b, c, ... n usw.) unterschieden. Bekanntermaßen sind auf dem Fachgebiet mehrere geeignete Materialien zum Fertigen solcher Halterungen bekannt, die Metalle, Legierungen, Polymere, wie etwa glasgefülltes Polypropylen (30 %), Kunststoffe und andere umfassen. Es wird jedoch jedes geeignete Material zum Herstellen/Formpressen von Halterungen gemäß der vorliegenden Beschreibung in Betracht gezogen. Dementsprechend sollten alle derartigen Beschreibungen nicht als in irgendeiner Art und Weise einschränkend verstanden werden.
-
Wie oben bei der Erläuterung von 1C kurz dargestellt, ist eine ausschließliche Nutzung einer reibschlüssigen Passung/Übergangspassung zwischen einem Befestigungselement F und einer Halterung zum Bereitstellen einer Verschiebeebene suboptimal, weil ein Bereitstellen einer Verschiebeebene, die sich bei einer ganz bestimmten gewünschten Aufprallbelastung verschiebt, nahezu unmöglich ist, da die Verschiebeebene nur auf einer Bolzenklemmkraft beruht. Daher wird zum Lösen dieses Problems eine Halterung 20a bereitgestellt (siehe 2A), die einen Positionierteil 22a für ein Befestigungselement F und einen Verschiebeebenenteil 24a umfasst. Wie gezeigt, wird ein Positionierteil 22a durch einen oberen Rand 26a und ein anpassbares Querelement 32a definiert, die zusammenwirken, um einen Vierwegebefestigungselementpositionierteil 22a zu definieren. Wie ersichtlich ist, ist mit „anpassbar“ gemeint, dass eine Dicke und/oder eine Auslegung des Querelements 32a verändert werden kann/können, um ein Querelement bereitzustellen, das nur bei einer Beaufschlagung mit einer Kraft bricht, die gleich einer vorbestimmten Aufprallbelastung ist oder diese überschreitet, um eine Verschiebung eines Befestigungselements F entlang von Armen 28a, 28a‘ und in einen offenen Bereich 30a hinein zu gestatten. Somit wird ein genauer definierbares Verschiebegelenk bereitgestellt.
-
Noch andere Auslegungen sind möglich und werden hier in Betracht gezogen. 2B zeigt eine andere alternative Ausführungsform einer Halterung 20b, die einen Vierwegepositionierteil 22b für ein Befestigungselement F und einen Verschiebeebenenteil 24b, der durch einen oberen Rand 26b und ein anpassbares Querelement 32b definiert wird, umfasst. Wie gezeigt, ist das Querelement 32b so ausgelegt, dass der Raum 30b eine fünfeckige Auslegung definiert, wobei der Scheitelpunkt 34 des Fünfecks und somit der schmalste Teil des Querelements 32b der Öffnung benachbart ist, die dazu definiert ist, das Befestigungselement F aufzunehmen. Wie für 2A beschrieben, kann eine Dicke dieses Teils nach Wunsch verändert werden, um ein Querelement 32b bereitzustellen, das nur bei einer Beaufschlagung mit einer Kraft bricht, die gleich einer vorbestimmten Aufprallbelastung ist oder diese überschreitet. In der abgebildeten Ausführungsform umfassen sich nach unten erstreckende Arme 28b, 28b‘ auch Spannungserhöhungselemente 36, 36‘, bei denen es sich um in dem Material der Arme 28b, 28b‘ definierte Ausschnitte handelt, die durch ihre Form und Platzierung eine Aufprallspannung in einer vertikalen Belastungsrichtung konzentrieren.
-
2C zeigt noch eine andere alternative Ausführungsform einer Halterung 20c, die einen Positionierteil 22c für ein Befestigungselement F und einen Verschiebeebenenteil 24c umfasst. In dieser Ausführungsform sind statt eines einzigen offenen Raums, der in der Halterung 20c zwischen dem Querelement 32c und der Komponente C definiert ist, zwei offene Räume 30c, 30c‘ bereitgestellt. Wie ersichtlich ist, bleibt diese Halterungsausführungsform in ihrer Auslegung näher an einer festen Halterung, und sie könnte somit zur Implementierung in Situationen in Betracht gezogen werden, in denen eine robustere Halterung erforderlich ist, um nur bei einer Beaufschlagung mit einer größeren Aufprallbelastung eine Verschiebung bereitzustellen.
-
2D zeigt noch eine andere alternative Ausführungsform einer Halterung 20d, die einen Positionierteil 22d für ein Befestigungselement F und einen Verschiebeebenenteil 24d umfasst. Hier definiert das Querelement 32d eine größere Dickenabmessung als beispielsweise die Halterung 20a von 2A, und somit wird eine robustere Halterung 20d beschrieben, die eine größere Aufprallbelastung erfordert, um eine Verschiebegelenkfunktion bereitzustellen.
-
2E zeigt noch eine andere alternative Ausführungsform einer Halterung 20e, die einen Positionierteil 22e für ein Befestigungselement F und einen Verschiebeebenenteil 24e umfasst. Wie gezeigt, ist statt eines geschlossenen Querelements 32, wie für die Ausführungsformen der 2A–2D abgebildet, ein Teil des Querelements 32e offen und der offene Raum 30e ist mit einer „Schlüsselloch“- oder im Wesentlichen dreieckigen Auslegung bereitgestellt. Das heißt, an einem unteren Teil der für ein Befestigungselement F definierten Öffnung ist ein Spalt 38 definiert. Wie ersichtlich ist, verschiebt sich bei einer direkten oder indirekten Beaufschlagung einer Komponente C mit einer Aufprallkraft das Befestigungselement F durch den Spalt 38 hindurch und es wird ein Verschiebegelenk bereitgestellt, wodurch es der Komponente C gestattet wird, sich in der Richtung des abgebildeten Pfeils zu verschieben. Durch das Bereitstellen eines Spalts 38 mit einer vorbestimmten Breitenabmessung ist es möglich, die Aufprallbelastung, welche die beschriebene Verschiebung bewirkt, eng zu definieren.
-
3 bildet Fahrzeugkomponenten C, C‘ ab, die durch ein Befestigungselement F, das eine Halterung 20 gemäß der vorliegenden Offenbarung nutzt, aneinander festgemacht sind. Wie oben beschrieben, beaufschlagt ein direkter oder indirekter Aufprall auf die Komponente C die Halterung 20 mit einer Aufprallkraft in der Richtung der abgebildeten Pfeile. Durch eine Verwendung der Halterungen 20, wie oben beschrieben, ist es möglich, eine vorbestimmte Aufprallbelastung, die bewirkt, dass die Halterung 20 als Verschiebegelenk funktioniert, d. h. für die beschriebene Verschiebung entlang des offenen Raums 30 sorgt und somit einen Teil der Aufprallkraft absorbiert, eng zu definieren.
-
Somit ist durch die vorstehenden Beschreibungen ersichtlich, dass eine Halterung bereitgestellt wird, die ein Vierwegebefestigungselementpositionierelement umfasst, das ein genaues Positionieren eines Befestigungselements sowie von dadurch befestigen Fahrzeugkomponenten gestattet. Andererseits stellen die beschriebenen Halterungen auch den Vorteil eines Verschiebegelenks bereit, das bei einer gewünschten Aufprallbelastung eine Verschiebung gestattet, was es gestattet, bei einem Aufprall auftretende Spitzenbelastungen abzuschwächen/zu reduzieren.
-
Im Licht der obigen Lehren sind offenkundige Modifikationen und Variationen möglich. All diese Modifikationen und Variationen liegen im Schutzbereich der beigefügten Ansprüche, wenn sie entsprechend der Breite, zu der sie den Regeln entsprechend, juristisch und gerechterweise berechtigt sind, interpretiert werden.
