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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Fahrzeuge und insbesondere Fahrzeugkarosseriestrukturen.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Fahrzeugkarosseriestrukturen können spezifische strukturelle Komponenten beinhalten, die dazu ausgestaltet sind, das Eindringen von Abschnitten des Fahrzeugs oder Fremdkörpern während Aufprallereignissen in die Fahrzeugkabine zu minimieren.
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KURZDARSTELLUNG
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Ein Fahrzeug beinhaltet eine Tür und eine Aufprall absorbierende Struktur. Die Tür weist eine Innenplatte auf. Die Aufprall absorbierende Struktur ist an einer Innenfläche der Innenplatte befestigt. Die Aufprall absorbierende Struktur weist eine zentral gelegene Nabe und eine Vielzahl von Speichen auf, die sich radial nach außen von der Nabe zu der Umfangsgrenze der Innenplatte erstrecken.
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Eine Fahrzeugtür beinhaltet eine äußere Platte, innere Platte und eine Aufprall absorbierende Struktur. Die äußeren und inneren Platten definieren einen Hohlraum dazwischen. Die Aufprall absorbierende Struktur ist innerhalb des Hohlraums angeordnet und ist an einer Innenfläche der inneren Platte befestigt. Die Aufprall absorbierende Struktur weist eine spinnennetzartige Konfiguration auf, die eine Vielzahl von Speichen beinhaltet, die sich radial nach außen von einer zentralen Nabe zu einer Umfangsgrenze der Innenplatte erstrecken.
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Eine Fahrzeugkarosserieplatte beinhaltet ein Metallblech und ein Aufprall absorbierendes Netz. Das Aufprall absorbierende Netz ist an einer Innenfläche des Metallblechs befestigt. Das Aufprall absorbierende Netz weist einen ersten Satz von Drähten auf, die sich radial nach außen von einer zentral gelegenen Nabe zu einer Umfangsgrenze des Metallblechs erstrecken. Das Aufprall absorbierende Netz weist ebenfalls einen zweiten Satz von Drähten auf, die sich in Umfangsrichtung um die Nabe erstrecken, wobei jede an dem ersten Satz von Drähten entlang der Schnittpunkte zwischen dem ersten und dem zweiten Satz von Drähten befestigt ist.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs;
- 2 ist eine Fahrzeugtür, die eine erste Ausführungsform einer Aufprall absorbierenden Struktur beinhaltet;
- 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 in 2;
- 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 in 2;
- 5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 5-5 in 2; und
- 6 ist eine Fahrzeugtür, die eine zweite Ausführungsform der Aufprall absorbierenden Struktur beinhaltet.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Hier werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele darstellen und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten zu zeigen. Dementsprechend sind hier offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Einzelheiten nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Basis, um einen Fachmann die verschiedenen Verwendungen der Ausführungsformen zu lehren. Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert sein können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die Kombinationen aus veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
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Unter Bezugnahme auf 1 wird ein Fahrzeug 10 veranschaulicht. Das Fahrzeug 10 beinhaltet eine Karosserie oder einen Rahmen, die/der die Komponenten, welche das Fahrzeug 10 bilden, abstützt, wie etwa den Motor, das Getriebe, die Antriebswellen, andere Antriebsstrangkomponenten, Aufhängungssystemkomponenten, Lenksystemkomponenten, Kabineninnenkomponenten (z. B. Armaturenbrett oder Sitze), Kofferraumdeckel, Türen 12, Motorraumhaube 14, Stoßfänger 16, verschiedene äußere Karosserieplatten (z. B. Dachplatte, Bodenplatte oder Kotflügel) usw. Die Karosserie- oder Rahmenstruktur können als die Rohbaustruktur des Fahrzeugs bezeichnet werden. Die Rohbaustruktur kann Dachschienen, Säulen (wie etwa A-Säulen, B-Säulen, C-Säulen, D-Säulen usw.), Seitenscheinen, Frontschienen, hintere Schienen, Schweller, Federbein- oder Stoßdämpferdom, Dachquerelemente, Bodenquerelemente, Bodenplatten, Dachplatten, Spritzwände, Kühlerkernträger, Antriebsstrangkomponententräger (z. B. Motor- oder Getriebeträger) oder eine beliebige andere vorbekannte Komponente der Fahrzeugrohbaustruktur oder -rahmens beinhalten. Die Rohbaustruktur des Fahrzeugs kann als die verschiedenen äußeren Karosserieplatten, wie etwa die Dachplatte, Bodenplatte oder Kotflügel, abstützend oder beinhaltend bezeichnet werden.
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Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 ist eine Fahrzeugtür 12, die eine erste Ausführungsform einer Aufprall absorbierenden Struktur 18 beinhaltet, veranschaulicht. Die Tür 12 beinhaltet ebenfalls eine Innen- (oder innere) Platte 20 und eine Außen- (oder äußere) Platte 22. Die Außenplatte 22 ist in 2 zu Zwecken der Veranschaulichung nicht gezeigt. Die Innenplatte 20 und Außenplatte 22 können jeweils aus einem Metallblechmaterial hergestellt sein, wie etwa Stahl, Aluminium, Magnesium oder einer beliebigen Legierung davon. Die Innenplatte 20 und Außenplatte 22 können einen Hohlraum 24 dazwischen definieren. Die Aufprall absorbierende Struktur 18 kann innerhalb des Hohlraums 24 angeordnet sein und an einer Innen- (oder innere) Fläche 26 der Innenplatte 20 befestigt sein. Obwohl die Aufprall absorbierende Struktur 18 als an einer Platte, die eine Komponente einer Fahrzeugtür ist, befestigt gezeigt ist, versteht es sich, dass die Aufprall absorbierende Struktur 18 ebenfalls an einer beliebigen anderen Karosserieplatte oder Blechkomponente eines Fahrzeugs befestigt werden kann.
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Die Aufprall absorbierende Struktur 18 beinhaltet eine zentral gelegene Nabe 28 und einen ersten Satz von Drähten 30, die sich radial nach außen von der zentral gelegenen Nabe 28 zu einer Umfangsgrenze 32 der Innenplatte 20 erstrecken. Der erste Satz von Drähten 30 kann ebenfalls als eine Vielzahl von Speichen oder Strukturdrähten bezeichnet werden, die sich radial nach außen von der zentral gelegenen Nabe 28 zu der Umfangsgrenze 32 der Innenplatte 20 erstrecken. Der erste Satz von Drähten 30 kann sich von der zentral gelegenen Nabe 28 in stufenweisen Positionen erstrecken, die 360 Grad umspannen. Die Winkel zwischen jeder stufenweisen Position (d. h. die Winkel zwischen einem Paar von benachbarten Drähten, die in dem ersten Satz von Drähten 30 beinhaltet sind) können sich in einem Bereich von 5 Grad bis 60 Grad befinden. Die Aufprall absorbierende Struktur 18 kann ebenfalls einen zweiten Satz von Drähten 34 beinhalten, die ebenfalls als Strukturdrähte bezeichnet werden können, die sich in Umfangsrichtung um die zentral gelegene Nabe 28 erstrecken. Jeder des zweiten Satzes von Drähten 34 kann an Positionen, an denen sich der zweite Satz von Drähten 34 mit dem ersten Satz von Drähten 30 überschneidet oder überlappt, an dem ersten Satz von Drähten 30 befestigt sein. Die Kombination aus dem ersten Satz von Drähten 30 und dem zweiten Satz von Drähten 34 verleiht der Aufprall absorbierenden Struktur 18 eine spinnennetzartige Konfiguration. Da die Aufprall absorbierende Struktur 18 eine spinnennetzartige Konfiguration aufweist, kann die Aufprall absorbierende Struktur 18 ebenfalls als ein Aufprall absorbierendes Netz bezeichnet werden.
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Der zweite Satz von Drähten 34 kann einen oder mehrere Drähte bezeichnen, die eine spiralförmige Konfiguration bezeichnen können, die sich radial nach außen von der zentral gelegenen Nabe 28 erstreckt. Diese spiralförmige Konfiguration des zweiten Satzes von Drähten 34 bildet eine Vielzahl von Schlaufen um die zentral gelegene Nabe 28. Die spiralförmige Konfiguration des zweiten Satzes von Drähten 34 nimmt im Durchmesser, der sich radial nach außen von der zentral gelegenen Nabe 28 erstreckt, zu. Es kann ebenfalls erwähnt werden, dass die Vielzahl von Schlaufen im Durchmesser, der sich radial nach außen von der zentral gelegenen Nabe 28 erstreckt, zunimmt.
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Die Aufprall absorbierende Struktur 18 beinhaltet ebenfalls einen Außenrahmen 36, der an der Innenfläche 26 der Innenplatte 20 nahe der Umfangsgrenze 32 der Innenplatte 20 befestigt ist. Nahe der Umfangsgrenze 32 kann direkt benachbart zu der Umfangsgrenze 32 oder innerhalb eines beschränkten Abstands von der Umfangsgrenze 32 bezeichnen. Zum Beispiel kann der Außenrahmen 36 an einem beliebigen Ort von null bis acht Zoll von der Umfangsgrenze 32 entfernt liegen. Der Außenrahmen 36 kann durch einen Schweißprozess oder durch Befestigungselemente, wie etwa Nieten, Schrauben, Bolzen usw. an der Innenfläche der Innenplatte 20 befestigt sein. Der erste Satz von Drähten 30 kann erste Enden 38 beinhalten, die an der zentral gelegenen Nabe 28 befestigt sind, und zweite Enden 40, die an dem Außenrahmen 36 befestigt sind.
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Der erste Satz von Drähten 30 kann durch einen Schweißprozess oder durch Befestigungselemente, wie etwa Nieten, Schrauben, Bolzen usw. an dem Außenrahmen 36 befestigt sein. Der zweite Satz von Drähten 34 kann durch einen Schweißprozess an dem ersten Satz von Drähten 30 befestigt sein. An Positionen, an denen der zweite Satz von Drähten 34 an dem Außenrahmen 36, falls vorhanden, befestigt ist, kann der zweite Satz von Drähten 34 durch einen Schweißprozess oder durch Befestigungselemente, wie etwa Nieten, Schrauben, Bolzen usw. an dem Außenrahmen 36 befestigt sein. Es sollte ebenfalls angemerkt werden, dass die zentral gelegene Nabe 28 und/oder der erste Satz von Drähten 30 zusätzlich zu dem Außenrahmen 36 direkt an der Innenfläche 26 der Innenplatte 20 befestigt sein können.
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Die Komponenten der Aufprall absorbierenden Struktur 18, einschließlich des ersten Satzes von Drähten 30, zweiten Satzes von Drähten 34 und des Außenrahmens 36, können aus einem beliebigen Strukturmaterial hergestellt sein, das dazu fähig ist, Energie während eines Aufpralls zu absorbieren, wie etwa Stahl, Aluminium, Magnesium, Titan oder Legierungen davon. Die Komponenten der Aufprall absorbierenden Struktur 18 können alternativ aus Verbundwerkstoffen wie faserverstärkten Kunststoffen hergestellt sein. Der erste Satz von Drähten 30 kann dazu konfiguriert sein, den Großteil der Energie während eines Aufprallereignisses zu absorbieren, während der zweite Satz von Drähten 34 dazu konfiguriert sein kann, Energie zwischen dem ersten Satz von Drähten 30 zu übertragen. Daher kann der erste Satz von Drähten 30 aus steifem Material (d. h. gehärteter Stahl) hergestellt sein, wobei der zweite Satz von Drähten 34 aus weichem oder flexiblem Material (z. B. weicher oder nicht gehärteter Stahl) hergestellt sein kann.
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Unter Bezugnahme auf die 4 und 5 werden Querschnittsansichten des ersten Satzes von Drähten 30 bzw. des zweiten Satzes von Drähten 34 veranschaulicht. Der Maßstab in den 4 und 5 ist zu Zwecken der Veranschaulichung relativ zu den 2 und 3 größer. Die 4 und 5 veranschaulichen, dass die Querschnittsflächen des ersten Satzes von Drähten 30 größer sein kann, als die Querschnittsfläche des zweiten Satzes von Drähten 34, da der erste Satz von Drähten 30 dazu konfiguriert sein kann, den Großteil der Energie während eines Aufprallereignisses zu absorbieren, wobei der zweite Satz von Drähten 34 dazu konfiguriert sein kann, wie vorstehend beschrieben Energie zwischen dem ersten Satz von Drähten 30 zu übertragen. Obwohl die Querschnittsflächen als von runder Form gezeigt sind, versteht es sich, dass die Querschnittsflächen von jeweils dem ersten Satz von Drähten 30 oder dem zweiten Satz von Drähten 34 eine nicht runde Form aufweisen können. Zum Beispiel können die Querschnittsflächen des ersten Satzes von Drähten und/oder des zweiten Satzes von Drähten 34 von rechteckiger Form sein.
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Unter Bezugnahme auf die 6 wird die Fahrzeugtür 12, die eine zweite Ausführungsform einer Aufprall absorbierenden Struktur 18' beinhaltet, veranschaulicht. Die Komponenten der Aufprall absorbierenden Struktur 18' sollten derart ausgelegt sein, dass sie die gleichen Eigenschaften und Funktionen aufweisen wie die entsprechenden Komponenten der Aufprall absorbierenden Struktur 18, außer sie werden hierin beschrieben. Der zweite Satz von Drähten 34 der Aufprall absorbierenden Struktur 18' bildet geschlossene Schlaufen um die zentral gelegene Nabe 28. Die geschlossenen Schlaufen nehmen im Durchmesser, der sich radial nach außen von der zentral gelegenen Nabe 28 erstreckt, zu.
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Die Aufprall absorbierenden Strukturen 18 und 18' ermöglichen das Verteilen der Last eines Aufpralls an den Umfang der Tür. Das Übertragen der Last auf den Umfang der Tür kann die Positionsänderung der Oberseite der Tür reduzieren, die aus einem Aufprall entsteht. Das Reduzieren der Positionsänderung auf der Oberseite der Tür, die aus einem Aufprall entsteht, kann im Gegenzug ein beliebiges Türverriegelungsproblem (d. h., die Unfähigkeit, die Tür zu öffnen) und die Menge von Eindringen der Tür in die Fahrzeugkabine, das von dem Aufprall verursacht wurde, reduzieren.
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Bei den in der Beschreibung verwendeten Ausdrücken handelt es sich um beschreibende und nicht um einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie vorstehend beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen zu bilden, die möglicherweise nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt beschrieben sein können, erkennt ein Durchschnittsfachmann, dass ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften in Frage gestellt werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erreichen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Als solches liegen Ausführungsformen, die in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik beschrieben sind, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
