DE102019115920A1

DE102019115920A1 - Leichtes scharnier

Info

Publication number: DE102019115920A1
Application number: DE102019115920.2A
Authority: DE
Inventors: Michael Hufen; Alexander TRIEBENECK; Stefan PAGE
Original assignee: Magna Boeco GmbH
Current assignee: Magna Boeco GmbH
Priority date: 2018-06-12
Filing date: 2019-06-12
Publication date: 2019-12-12
Also published as: US20230036363A1; CN110593695A; US20190375369A1

Abstract

Scharnier für eine Haubenanordnung des in einem Kraftfahrzeug verwendeten Typs. Das Scharnier umfasst mindestens eine strukturelle Verbundkomponente, die an einer der Haube und der Karosserie eines Fahrzeugs befestigt und ausgebildet ist, um einen Kunststoffabschnitt aufzunehmen, der in eine Kernplatte eingegossen ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANWENDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 12. Juni 2018 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/683.818 mit dem Titel „Light Weight Hinge“, die hierin durch Verweis in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird.
GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Scharniere des Typs, der in Kraftfahrzeugen verwendet wird, um ein Verschlusselement für eine Bewegung zwischen offener und geschlossener Position zu tragen. Insbesondere ist die vorliegende Offenbarung auf eine Scharnieranordnung gerichtet, die aus mindestens einer zusammengesetzten Scharnierkomponente besteht und für die Verwendung mit einer Fahrzeughaube ausgebildet ist.
HINTERGRUND
Dieser Abschnitt enthält Hintergrundinformationen über die vorliegende Offenbarung, die nicht unbedingt dem Stand der Technik entsprechen.
In den letzten Jahren wurde großer Wert auf die Entwicklung von Fußgängerschutzsystemen für den Einsatz in Kraftfahrzeugen gelegt, um die Wahrscheinlichkeit oder Schwere von Verletzungen bei einem Zusammenstoß zwischen einem Fußgänger und einem Kraftfahrzeug zu verringern. Ein solcher Entwicklungsbereich wurde darauf ausgerichtet, das Kraftfahrzeug mit einer Haubenanordnung auszustatten, die in der Lage ist, Aufprallkräfte aufzunehmen.
Ein „passives“ Fußgängerschutzsystem, das mit der Haubenanordnung verbunden ist, umfasst eine Tasche mit Knautschraum unter der Motorhaube, der zwischen der Haube und den Komponenten im Motorraum des Fahrzeugs vorgesehen ist. Dieser Knautschraum ist ausgebildet, um die Wahrscheinlichkeit eines körperlichen Aufpralls auf die Komponenten innerhalb der Motorkomponente zu reduzieren und insbesondere eine stoßdämpfende Funktion zu bieten. Der Einsatz von Niedrigprofilhauben in modernen Kraftfahrzeugen für eine verbesserte Ästhetik und Aerodynamik in Kombination mit kleineren Motorräumen begrenzt jedoch den verfügbaren Knautschraum.
Alternativ bietet ein „aktives“ Fußgängerschutzsystem, das der Motorhaube des Fahrzeugs zugeordnet ist, eine „aufstellbare“ Motorhaube, die ausgebildet ist, um einen hinteren Teil der verriegelten Motorhaube anzuheben und so den zusätzlichen Knautschraum unter der Motorhaube zu schaffen. Diese Funktion der ausstellbaren Motorhaube wird aktiviert, wenn ein Fußgängeraufprall mit dem vorderen Ende des Kraftfahrzeugs erkannt wird. Typischerweise ist ein Paar aktiver Scharniere in die Haubenanordnung integriert. Jedes aktive Scharnier umfasst ein Drehgelenk, das die Motorhaube mit der Fahrzeugkarosserie verbindet, und ein Stellglied, das so betrieben werden kann, dass es das Drehgelenk zwangsweise bewegt, um zu bewirken, dass sich die Motorhaube als Reaktion auf das Erfassen des Fußgängeraufpralls von einer nicht aufgestellten Position in eine aufgestellte Position bewegt. Beispiele für aktive Scharniere, die diese Funktionalität bieten, sind in dem US-Patent Nr. 8,544,590 mit gemeinsamer Inhaberschaft und der US-Publikation Nr. 2014/0182962 offenbart. Ein Nachteil bei aktiven Haubenschamieren aus Metall ist, dass der aktive Fußgängerschutz nicht nur das Gewicht der Haube, sondern auch das Gewicht der Metallscharniere überwinden muss, um die Haube in eine aktive Fußgängerposition zu bringen. Zu diesem Zweck ist es notwendig, das Gewicht des Scharniers zu reduzieren, um die Ansprechzeiten des aktiven Fußgängerschutzsystems zu verbessern, und die Ausgangsleistung und Größe des Stellglieds des aktiven Fußgängerschutzsystems zu reduzieren, während gleichzeitig ein aktives Scharnier bereitgestellt wird, das den Kräften beim schnellen Ausstellen widerstehen kann, die das Stellglied während eines aktiven Fußgängerschutzbetriebs auf das Scharnier ausübt. In einigen aktiven Scharnieren wird das Stellglied verwendet, um die Haube in ihrer aufgestellten Position zu halten. So verwenden beispielsweise einige aktive Scharniere ein pyrotechnisches Stellglied, das typischerweise eine kontrollierte Entlüftung erfordert, um die auf das Schwenkgelenk ausgeübte Aufwärtskraft aufrechtzuerhalten. Zu diesem Zweck besteht die Notwendigkeit, alternative Lösungen für die Positionierung und den Halt der Haube in ihrer aufgestellten Position zu schaffen, die die Mängel herkömmlicher aktiver Scharniere beheben und überwinden.
Darüber hinaus ist es wünschenswert, Scharniere, wie beispielsweise Haubenschamiere für ein Kraftfahrzeug, vorzusehen, die leicht sind und die gewünschten Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften aufweisen, die denen von Metallscharnieren entsprechen oder diese übertreffen. Eine bekannte leichte Materialalternative zu Metall, das in Scharnieren eingesetzt wird, ist Kohlefaser. Einige Nachteile, die mit dem Einsatz von Kohlefasermaterial bei Scharnieren verbunden sind, sind jedoch eine erhöhte Fertigungskomplexität und ein Anstieg der Materialkosten im Vergleich zu Scharnieren aus Metall.
In den letzten Jahren wurde das Augenmerk auch auf die Entwicklung von leichteren Komponenten für den Einsatz in Strukturteilen von Kraftfahrzeugen gerichtet. Zu diesem Zweck besteht die Notwendigkeit, alternative Lösungen für passive und aktive Fahrzeughaubenscharniere anzubieten, die die Mängel herkömmlicher gestanzter Stahl-Scharnierteile beheben und überwinden.
ZUSAMMENFASSUNG
Dieser Abschnitt bietet eine allgemeine Zusammenfassung der Offenbarung und ist nicht als eine umfassende Auflistung des gesamten Umfangs oder aller seiner Objekte, Aspekte, Merkmale und/oder Vorteile zu verstehen.
Gemäß einem Aspekt ist ein Scharnier vorgesehen, das eine Haubenhalterung zur Befestigung an einer Fahrzeughaube und eine Karosseriehalterung zur Befestigung an einer Fahrzeugkarosserie umfasst, wobei mindestens eine der Karosseriehalterung und die Haubenhalterung eine Verbundkomponente mit einem Kunststoffkarosserieabschnitt ist. Gemäß einem verwandten Aspekt umfasst das Scharnier ferner eine Aufstellhalterung, die schwenkbar an der Haubenhalterung und der Karosseriehalterung befestigt ist, wobei die Haubenhalterung in Bezug auf die Aufstellhalterung zwischen einer nicht aufgestellten Position und einer aufgestellten Position schwenkbar ist, einen Verriegelungsmechanismus mit einer primären Verriegelung, die zum lösbaren Verriegeln der Haubenhalterung an der Aufstellhalterung in der nicht aufgestellten Position betreibbar ist, und einer sekundären Verriegelung, die zum lösbaren Verriegeln der Haubenhalterung an der Aufstellhalterung in der aufgestellten Position betreibbar ist, und ein Stellglied zum Lösen der primären Verriegelung und zum Ermöglichen der Bewegung der Haubenhalterung in ihre aufgestellte Position. Gemäß einem verwandten Aspekt ist die Aufstellhalterung über einen Schwenkmechanismus mit mindestens einem Verbundhebel schwenkbar mit der Karosseriehalterung gekoppelt. Gemäß einem verwandten Aspekt umfasst die Karosseriehalterung eine Metallkernplatte und einen Kunststoffabschnitt, der an der Kernplatte befestigt ist. Gemäß einem verwandten Aspekt wird der Kunststoffabschnitt über die Metallkernplatte umspritzt. Gemäß einem verwandten Aspekt umfasst die Haubenhalterung einen Kunststoffgrundkörper, der mindestens eine Metallstützhülse trägt. Gemäß einem verwandten Aspekt wird der Kunststoff-Hauptkörper über die Metallstützhülse umspritzt. Gemäß einem verwandten Aspekt ist mindestens eine der Karosseriehalterung und der Haubenhalterung aus einer mit einem faserverstärkten Kunststoff umspritzten Verbundkernplatte. Gemäß einem verwandten Aspekt ist mindestens eine der Karosseriehalterung und der Haubenhalterung aus einem Kunststoffmaterial und umfasst eine Fläche, die eine Reihe von Wabenzellen aufweist, um der mindestens einen der Karosseriehalterung und der Haubenhalterung Festigkeit und Steifigkeit zu verleihen. Gemäß einem weiteren verwandten Aspekt sind mindestens ein Paar Metallstützhülsen in die mindestens eine der Karosseriehalterung und der Haubenhalterung eingepresst oder umspritzt. Gemäß einem weiteren verwandten Aspekt erstrecken sich eine Reihe von Verstärkungsrippen aus einem Kunststoffmaterial radial von den Metallstützhülsen. Gemäß einem verwandten Aspekt ist die Karosseriehalterung aus einem Kunststoffmaterial und definiert ein Paar integrierter Buchsenbohrungen, und wobei die Karosseriehalterung ferner eine Anzahl von Verstärkungsrippen definiert, die sich radial von den integrierten Buchsenbohrungen erstrecken. Gemäß einem verwandten Aspekt ist die Haubenhalterung eine Verbundkomponente mit einem Kunststoffkörperabschnitt, und worin ein Paar rohrförmige Einsätze in den Körperabschnitt zur Aufnahme eines Befestigungselements umspritzt sind, um die Haubenhalterung an einer Haube des Fahrzeugs zu befestigen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Scharnier mit einer Haubenhalterung zur Befestigung an einer Fahrzeughaube, einer Karosseriehalterung zur Befestigung an einer Fahrzeugkarosserie, einer Verbindung, die mit mindestens einer der Haubenhalterung und der Karosseriehalterung gekoppelt ist, vorgesehen, wobei die Verbindung ein Gehäuse umfasst, das eine Kammer und ein in der Kammer gehaltenes Körperteil definiert, und wobei das Gehäuse mindestens einen Gehäusekanal zur Aufnahme eines Befestigungselements zur Verbindung der Verbindung mit mindestens einer der Haubenhalterung und der Karosseriehalterung des Scharniers definiert, wobei das Gehäuse aus einem Metallmaterial besteht und der Körperteil aus einem Kunststoffmaterial besteht. Gemäß einem verwandten Aspekt umfasst der Körperteil eine Anzahl von Verstärkungsrippen, die eine Anordnung von sechseckigen Hohlräumen definieren. Gemäß einem weiteren verwandten Aspekt weist das Gehäuse einen ebenen Boden und eine quer zum Boden verlaufende Seitenwand auf. In Übereinstimmung mit noch einem weiteren verwandten Aspekt definiert die Seitenwand des Gehäuses eine Anzahl von Öffnungen, und worin das Körperteil eine Anzahl von Laschen umfasst, die von den Öffnungen aufgenommen und mit diesen gekoppelt sind, um das Körperteil am Gehäuse zu befestigen. Gemäß noch einem weiteren verwandten Aspekt definiert das Karosserieteil ein vom Gehäusekanal aufgenommenes Montagelager und einen Lagerkanal zur Aufnahme des Befestigungselements zur Kopplung der Verbindung mit mindestens einer von der Haubenhalterung und der Karosseriehalterung des Scharniers.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt ist ein Scharnier mit einer Haubenhalterung zur Befestigung an einer Fahrzeughaube, einer Karosseriehalterung zur Befestigung an einer Fahrzeugkarosserie, einer Verbindung, die mit mindestens einer von der Haubenhalterung und der Karosseriehalterung gekoppelt ist, vorgesehen, wobei die Verbindung eine Kernplatte und ein äußeres Körperteil umfasst, das die Kernplatte umschließt, und ein Paar von Lagerkanälen, die durch das äußere Körperteil in beabstandeter Beziehung zueinander definiert sind, um ein Befestigungselement zur Verbindung der Verbindung mit mindestens einer von der Hauben- und der Karosseriehalterung aufzunehmen, wobei die Kernplatte aus einem Metallmaterial und das äußere Körperteil aus einem Kunststoffmaterial besteht. Gemäß einem verwandten Aspekt umfasst die Kernplatte einen Hauptabschnitt, der sich zwischen dem Paar von Lagerkanälen erstreckt, und wobei der Hauptabschnitt an einem Paar von Endabschnitten endet, die jeweils um einen der Lagerkanäle gewickelt sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung sind ein zusammengesetztes Scharnier und zusammengesetzte Scharnierkomponenten für ein Fahrzeug vorgesehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine zusammengesetzte Scharnierkomponente für eine Fahrzeughaubenscharnieranordnung vorgesehen, wobei die zusammengesetzte Scharnierkomponente eine Kunststoffkörper tragende Metallmanschette zur Aufnahme von Befestigungselementen aufweist, wobei die Metallmanschette zur Aufnahme der von den Befestigungselementen ausgeübten Druckbelastung dient, um zu verhindern, dass die Druckbelastung auf den Kunststoffkörper einwirkt und eine Verformung und/oder Ermüdung des Kunststoffkörpers verursacht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine zusammengesetzte Scharnierkomponente für eine Fahrzeughaubenscharnieranordnung vorgesehen, wobei die zusammengesetzte Scharnierkomponente einen Kunststoffkörper mit einer Anordnung von Verstärkungszellen aufweist, die den Kunststoffkörper definieren.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung sieht eine zusammengesetzte Scharnierkomponente für eine Fahrzeughaubenscharnieranordnung vor, wobei die zusammengesetzte Scharnierkomponente einen Kunststoffkörper mit mindestens zwei Unteranordnungen von Verstärkungszellen aufweist, die den Kunststoffkörper definieren, wobei mindestens eine der beiden Unteranordnungen vorgesehen ist, um eine Öffnung zur Aufnahme eines Befestigungselements zu umgeben. Gemäß einem verwandten Aspekt hat die die Öffnung umgebende Unteranordnung eine höhere Festigkeit als die anderen Unteranordnungen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine zusammengesetzte Scharnierkomponente für eine Fahrzeughaubenscharnieranordnung vorgesehen, wobei die zusammengesetzte Scharnierkomponente einen planaren Kern mit darin ausgebildeten Öffnungen zum Bereitstellen einer Ebenenfestigkeit zwischen den Öffnungen und einen verbundenen Kunststoffkörperabschnitt aufweist, der sich aus der Ebene vom ebenen Kern heraus erstreckt, um der zusammengesetzten Scharnierkomponente eine Ebenensteifigkeit zu verleihen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine zusammengesetzte Scharnierkomponente für eine Fahrzeughaubenscharnieranordnung vorgesehen, wobei die zusammengesetzte Scharnierkomponente eine planare Struktur mit darin ausgebildeten Öffnungen zur Schaffung einer Ebenenfestigkeit zwischen den Öffnungen und eine Reihe von diskreten Strukturen, wie beispielsweise Verstärkungsrippen, aufweist, die sich aus der Ebene vom ebenen Kern mit unterschiedlichen Dichten heraus erstrecken, um der zusammengesetzten Scharnierkomponente eine Ebenensteifigkeit zu verleihen. Gemäß einem verwandten Aspekt ist die Dichte der diskreten Strukturen in einem die Öffnung umgebenden Volumen maximal.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung ist eine Haubenhalterung für ein Haubenscharnier zur Befestigung an einer Fahrzeughaube und an einer Karosseriehalterung zur Befestigung an einer Fahrzeugkarosserie vorgesehen, wobei die Haubenhalterung eine Verbundkomponente mit einem Kunststoffkörperabschnitt ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung ist eine Karosseriehalterung für ein Haubenscharnier zur Befestigung an einer Fahrzeugkarosserie und an einer Haubenhalterung zur Befestigung an einer Fahrzeughaube vorgesehen, wobei die Karosseriehalterung ist eine Verbundkomponente mit einem Kunststoffkörperabschnitt ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung ist eine Komponente für ein Haubenscharnier vorgesehen, wobei die Komponente eine erste Anordnungsstruktur umfasst, die vorgesehen ist, um eine in der Komponente gebildete Öffnung zur Aufnahme eines Befestigungselements zu umgeben, um die Komponente an einer Haube des Fahrzeugs und einer Karosserie des Fahrzeugs zu befestigen, und eine Verbindung, die mit mindestens einer von der Haubenhalterung und der Karosseriehalterung gekoppelt ist, und eine zweite Anordnungsstruktur, die mit mindestens einem Abschnitt der ersten Anordnungsstruktur verbunden ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Komponente für ein Scharnier vorgesehen, das die Schritte des Bildens mindestens einer ersten Struktur mit einer ersten Festigkeit aufweist, und jeweils zur Begrenzung mindestens einer Öffnung zur Aufnahme eines Befestigungselements ausgebildet ist, um die Komponente an mindestens einem von einer Fahrzeughaube, einer Fahrzeugkarosserie und einer anderen Scharnierkomponente zu befestigen, und des Bildens einer zweiten Struktur mit einer zweiten Festigkeit, die niedriger als die erste Festigkeit ist, und die ausgebildet ist, um mit mindestens einem Abschnitt der ersten Struktur zu verbinden.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Komponente für ein Scharnier zum Koppeln einer Haube mit einer Karosserie eines Fahrzeugs vorgesehen, das die Schritte des Bildens eines Körpers mit mindestens einer ersten Anordnungsstruktur, die jeweils eine Öffnung zur Aufnahme eines Befestigungselements begrenzt, um die Komponente an einem von der Haube, dem Körper und einer anderen Komponente für ein Scharnier zu verbinden, und des Bildens einer zweiten Anordnungsstruktur, die zum Verbinden der ersten Anordnungsstrukturen ausgebildet ist, und des Bildens einer ebenen Struktur, die die erste Anordnungsstruktur mit der zweiten Anordnungsstruktur verbindet, aufweist.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Komponente für ein Scharnier zum Koppeln einer Haube mit einer Karosserie eines Fahrzeugs vorgesehen, das die Schritte des Stanzens eines ebenen Kernkörpers mit mindestens zwei Öffnungen zur Aufnahme eines Befestigungselements zur Befestigung der Komponente an einem von der Haube, dem Körper und einer anderen Komponente für ein Scharnier umfasst, und Verbinden eines Kunststoffkörpers mit dem planaren Kernkörper mit mindestens einer ersten Anordnungsstruktur, die jeweils an eine Öffnung zur Aufnahme eines Befestigungselements zum Befestigen der Komponente an einem von der Haube, dem Körper und einer anderen Komponente für ein Scharnier begrenzt, und einer zweiten Anordnungsstruktur, die zum Verbinden der ersten Anordnungsstruktur ausgebildet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Scharnier vorgesehen, das eine Haubenhalterung zur Befestigung an einer Fahrzeughaube und eine Karosseriehalterung zur Befestigung an einer Fahrzeugkarosserie umfasst, wobei mindestens eine der Karosseriehalterung und der Haubenhalterung eine Verbundkomponente mit einem Kunststoffkörperabschnitt ist.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt ist eine Komponente für ein Scharnier für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, die einen Körperabschnitt mit mindestens zwei Öffnungen zur Aufnahme eines Befestigungselements umfasst, wobei der Körperabschnitt eine planare Struktur aufweist, die sich entlang einer Ebene erstreckt, und eine Anordnungsstruktur, die mit der planaren Struktur gekoppelt ist und sich in einer Richtung außerhalb der Ebene der planaren Struktur erstreckt.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung besteht darin, ein aktives Scharnier zur Verwendung in einer Fahrzeughaubenanordnung bereitzustellen, die einen Schwenkgelenkmechanismus, der die Haube mit der Fahrzeugkarosserie verbindet, und einen Verriegelungsmechanismus mit einer Primärverriegelung zum normalen Halten des Schwenkgelenkmechanismus in einem ersten oder „voraufgestellten“ Zustand und einer Sekundärverriegelung zum Halten des Schwenkgelenkmechanismus in einem zweiten oder „aufgestellten“ Zustand aufweist.
Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, das aktive Scharnier mit einem Verfahren zum Zurücksetzen des Verriegelungsmechanismus nach dem Bewegen des Schwenkgelenkmechanismus aus seinem aufgestellten Zustand zurück in seinen aufgestellten Zustand zu versehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verbundscharnier vorgesehen, das vollständig aus Kunststoff ohne Nicht-Kunststoff-Strukturmaterial ausgebildet ist.
Es ist zu beachten, dass die offenbarten Anordnungen von Scharnieren eine Gewichtsreduzierung ohne Änderung der Festigkeit und/oder eine erhöhte Festigkeit und/oder Steifigkeit bewirken. Es ist zu beachten, dass die offenbarten Scharnieranordnungen ein Kunststoffscharnier vorsehen, das in der Lage ist, Verformungen und Ermüdungen durch Belastung des Kunststoffscharniers durch Verbindungselemente zu vermeiden.
Weitere Aspekte und Anwendungsbereiche ergeben sich aus der Beschreibung. Die Beschreibung und die konkreten Beispiele in dieser Zusammenfassung dienen nur der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
Figurenliste
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur der Veranschaulichung ausgewählter Ausführungsformen und nicht aller möglichen Umsetzungen, so dass die Zeichnungen nicht dazu bestimmt sind, den Umfang der vorliegenden Offenbarung einzuschränken.

1 ist eine Seitenansicht einer Fahrzeughaubenanordnung mit einer Haube und einem aktiven Scharnier, die gemäß der vorliegenden Offenbarung konstruiert sind, und die die Fahrzeughaubenanordnung in einer normal geschlossenen Position mit der Haube in einem verriegelten Zustand und dem aktiven Scharnier in einem nicht aufgestellten Zustand zeigt;
2 ist eine ähnliche Seitenansicht, die nun die Fahrzeughaubenanordnung in einer aufgestellten Position zeigt, wobei die Haube in ihrem verriegelten Zustand gehalten wird und ihr Hinterkantensegment angehoben ist und das aktive Scharnier in einem aufgestellten Zustand ist;
3 ist eine weitere ähnliche Seitenansicht, die nun die Bewegung der Fahrzeughaubenanordnung in eine entriegelte Position zeigt, wobei sich die Haube in einem aufgestellten Zustand befindet und in eine geöffnete Zwischenposition geschwenkt ist, während das aktive Scharnier in seinem aufgestellten Zustand gehalten wird;
4 ist noch eine weitere Seitenansicht, die zeigt, wie die Fahrzeughaubenanordnung in eine Rückstellposition gebracht wird, wobei die Haube weiter in eine vollständig geöffnete Position geschwenkt wird, um das aktive Scharnier aus seinem aufgestellten Zustand in seinen nicht aufgestellten Zustand zu versetzen;
5 ist eine Seitenansicht, die zeigt, wie die Fahrzeughaubenanordnung nach dem Zurücksetzen des aktiven Scharniers in den nicht aufgestellten Zustand wieder in ihre Normalschließposition gebracht wird;
6 ist eine Seitenansicht des aktiven Scharniers, das gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit einer Primärverriegelung eines Verriegelungsmechanismus konstruiert ist, der zum Halten eines Schwenkgelenkmechanismus in einer eingefahrenen Ausrichtung eingegriffen ist, um den in 1 dargestellten nicht aufgestellten Zustand zu definieren;
7 und 8 sind isometrische Vorder- und Rückseitenansichten des aktiven Scharniers in 6, um dessen Struktur und das Zusammenspiel der Komponenten besser zu zeigen;
9 ist eine Seitenansicht des aktiven Scharniers, ähnlich wie in 6, zeigt aber nun die primäre Verriegelung des Verriegelungsmechanismus in einem entriegelten Modus und eine sekundäre Verriegelung des Verriegelungsmechanismus in einem verriegelten Modus, um den Schwenkmechanismus in einer aufgestellten Orientierung zu halten und den in 2 dargestellten ausgestellten Zustand zu definieren;
10 ist eine weitere isometrische Ansicht des aktiven Scharniers mit sowohl der primären als auch der sekundären Verriegelung des Verriegelungsmechanismus in ihrem entriegelten Modus nach dem Entriegeln der Haube, um eine Schwenkbewegung der Haube in die in 3 dargestellte Zwischenöffnungsposition zu ermöglichen;
11 ist noch eine weitere isometrische Ansicht des aktiven Scharniers, die der Bewegung der Haube in die vollständig geöffnete Position von 4 entspricht und den Wiedereingriff der Primärverriegelung des Verriegelungsmechanismus zum Zurücksetzen der aktiven Verriegelung in ihren nicht aufgestellten Zustand zeigt;
Die 12 und 13 sind isometrische Vorder- und Rückseitenansichten eines aktiven Scharniers, das gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist und für die Verwendung mit der in den 1 bis 5 dargestellten Fahrzeughaubenanordnung als Ersatz für das in den 6 bis 11 dargestellte aktive Scharnier geeignet ist;
14 ist eine isometrische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines aktiven Scharniers;
15 ist ähnlich wie 14, jedoch mit entfernter langer Hebelverbindung für zusätzliche Klarheit;
16 ist eine gegenüberliegende isometrische Ansicht des aktiven Scharniers, wie in 14 dargestellt;
17 ist eine Seitenansicht einer zusammengesetzten Schamierbandkörperkomponente (oder „Karosseriehalterung“) zur Verwendung mit einem aktiven Scharnier;
Die 18A und 18B sind isometrische Vorder- und Rückseitenansichten eines Blechkernelements, das der in 17 dargestellten Schamierbandkörper-Kombination zugeordnet ist;
Die 19A und 19B sind isometrische Vorder- und Rückseitenansichten, die das Blechkernelement der 18A bzw. 18B und einen geformten Kunststoffabschnitt der zusammengesetzten Scharnierbandkomponente zeigen;
20 zeigt die zusammengesetzte Scharnierbandkomponente des aktiven Scharniers, die jetzt mit faserverstärkten Einsätzen ausgestattet ist, die für zusätzliche strukturelle Steifigkeit und Festigkeit sorgen;
Die 21A und 21B sind isometrische Vorder- und Rückseitenansichten einer Scharnierbandkörperkomponente des aktiven Scharniers, die nun als thermogeformte Faserverbundplatte ausgebildet ist, die gemäß einer alternativen Konstruktion mit faserverstärktem Kunststoff umspritzt ist;
22A-22C sind Schnittbilder, die durch Teile der in den 19A und 19B dargestellten Schamierbandkörperkomponente geführt sind, um verschiedene integrierte Merkmale zu zeigen;
23 ist eine isometrische Ansicht einer weiteren zusammengesetzten Scharnierbandkörperkomponente mit Metallstützkonstruktionen, die in einem wabenförmigen Hauptkörpersegment befestigt sind, und stegartigen Verstärkungsrippen, die die Metallstützkonstruktionen umgeben;
23A ist eine isometrische Ansicht einer weiteren zusammengesetzten Scharnierbandkörperkomponente mit Metallstützkonstruktionen, die in einem wabenförmigen Hauptkörpersegment befestigt sind, und stegartigen Verstärkungsrippen, die die Metallstützkonstruktionen umgeben;
Die 24A und 24B sind isometrische Vorder- und Rückseitenansichten einer alternativen Version der in 23 dargestellten Karosseriekomponente mit Scharnierbändern aus Verbundwerkstoff;
25 ist eine isometrische Ansicht einer zusammengesetzten Schamierbandhaubenkomponente („Haubenhalterung“), die für die Verwendung mit den aktiven Scharnieren geeignet ist;
Die 26A und 26B sind isometrische Vorder- und Rückseitenansichten einer zusammengesetzten Hebelverbindungskomponente, die für die Verwendung mit den aktiven Scharnieren angepasst ist;
27A ist eine Ansicht einer weiteren zusammengesetzten Hebelverbindungskomponente und die 27B und 27C sind Teilschnitte, die durch A-A bzw. B-B von 27A aufgenommen wurden und einen eingespritzten Kunststoffabschnitt zeigen, der an einer U-förmigen Metallplatte durch ein Spritzgussverfahren befestigt ist;
28A ist eine Ansicht einer weiteren Version einer zusammengesetzten Hebelverbindungskomponente, wobei die 28B und 28C Teilschnitte sind, die durch C-C und D-D von 28A aufgenommen wurden und einen umspritzten Abschnitt und eine gekapselte Metallplatte zeigen;
29-35 sind isometrische Ansichten einer zusammengesetzten aktiven Scharnieranordnung, die in einem Kraftfahrzeug zwischen der Haubenanordnung und einem strukturellen Karosserieabschnitt installiert ist; und
36 ist eine Querschnittsansicht, die die Linie A'-A' von 29 entlang führt und die Druckbelastung des Befestigungselements auf die Karosseriehalterung zeigt.
37 bis 39 sind Flussdiagramme, die Verfahren zum Bilden eines Scharniers gemäß illustrativen Ausführungsformen zeigen; und
40 ist eine perspektivische Ansicht, teilweise weggeschnitten, eines Vorderendes eines Kraftfahrzeugs mit einer Haubenverriegelung, die über ein Paar Scharniere daran befestigt ist, und einer Haube in geöffneter Position.

Entsprechende Bezugsziffern kennzeichnen entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsbeispiele werden nun anhand der beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
Ausführungsbeispiele einer Fahrzeughaubenanordnung mit einer Motorhaube und mindestens einem Scharnier sowie einem aktiven Scharnier, das die Lehren der vorliegenden Offenbarung verkörpert, werden nun anhand der zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben. Die exemplarischen Ausführungsformen werden jedoch nur so bereitgestellt, dass diese Offenbarung gründlich ist und den Fachleuten den Umfang vollständig vermittelt. Zahlreiche spezifische Details werden erläutert, wie z.B. Beispiele für spezifische Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um ein gründliches Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu ermöglichen. Den Fachleuten wird klar sein, dass auf spezifische Details verzichtet werden kann, dass die exemplarischen Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen verkörpert werden können und dass keines davon so ausgelegt werden sollte, dass der Umfang der Offenbarung eingeschränkt wird. In einigen Ausführungsbeispielen werden bekannte Prozesse, bekannte Vorrichtungsstrukturen und bekannte Technologien nicht im Detail beschrieben.
Wie im Einzelnen ausgeführt, können die Scharniere und Scharnierteile der vorliegenden Offenbarung als Teil einer Haubenanordnung für ein Fußgängerschutzsystem an Kraftfahrzeugen verwendet werden. Insbesondere werden aktive Scharniere des hierin offenbarten Typs zur Befestigung einer Fahrzeughaube an einer Fahrzeugkarosserie verwendet, um einen zusätzlichen Freiheitsgrad in der Bewegung der Fahrzeughaube einzuführen, wenn ein Fußgänger vom Fahrzeug erfasst wird, um die Schwere der Verletzungen zu verringern, die entstehen, wenn der Fußgänger die Fahrzeughaube berührt. Die Scharniere und Scharnierteile der vorliegenden Offenbarung können als Teil einer herkömmlichen Haubenanordnung ohne Fußgängerschutzsystem an Kraftfahrzeugen verwendet werden. Die Scharniere der vorliegenden Offenbarung können auch für andere Arten von Verschlussplatten für ein Kraftfahrzeug verwendet werden, wie beispielsweise und ohne Einschränkung für einen Frunk, einen Kofferraum, eine Seitentür, ein Handschuhfach oder eine andere Ablagefachplatte und dergleichen.
1 zeigt eine Seitenansicht einer Fahrzeughaubenanordnung 10 für ein Kraftfahrzeug 9, wie in 40 dargestellt, die im Allgemeinen ausgebildet ist, um eine Haube 12 und mindestens ein Scharnier 14, wie beispielsweise ein aktives oder passives Scharnier 14, aufzuweisen. Der Begriff „Fahrzeug“ soll im Großen und Ganzen jeden Pkw, Lkw, SUV, Van oder jede andere Art von Personenbeförderungsfahrzeug umfassen. Die Haubenanordnung 10 ist ausgebildet, um einen Raum 13 des Fahrzeugs 9 zu überlagern, wie beispielsweise einen Motorraum oder einen Stauraum ohne Motor, der auch als „Frunk“ bekannt ist (ein zusammengesetztes Wort, das aus der Mischung der Wörter „Front trunk“ gebildet ist), wie es durch die Karosserie 11 des Fahrzeugs definiert ist. Die Haube 12 umfasst ein Vordersegment 16, ein Hintersegment 18 und ein Paar seitlich beabstandete Seitensegmente 20. Wie üblich ist das vordere Segment 16 der Haube 12 so ausgebildet, dass es sich in der Nähe eines vorderen Teils des Fahrzeugs befindet, während das hintere Segment 18 der Haube 12 so ausgebildet ist, dass es sich in der Nähe der Windschutzscheibe des Fahrzeugs befindet.
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform und unter weiterer Bezugnahme auf 40 ist ein Paar Scharniere 14, die aktive oder passive Scharniere sein können, der Haubenanordnung 10 zugeordnet, die jeweils angrenzend an eines der Seitensegmente 20 der Haube 12 angeordnet sind und so ausgebildet sind, dass sie es der Haube 12 ermöglichen, zwischen einer geöffneten Position mit einem hochstehenden vorderen Segment 16, das den Zugang zum Raum 13 ermöglicht, wie beispielsweise einem Stauraum oder einem Motorraum, und einer normal geschlossenen Position, in der die Haube 12 abgesenkt ist, zu schwenken, um eine ungehinderte Sicht für die das Fahrzeug bedienende Person 9 zu gewährleisten. 1 zeigt ein aktives Scharnier 14, das so positioniert ist, dass die Haube 12 in der Nähe ihres hinteren Segments 18 schwenkbar ist. Das Fahrzeug 9 ist auch mit einer Haubenverriegelungsvorrichtung 21 ausgestattet, die einen Schließer 22, der an einem unteren Abschnitt des vorderen Segments 16 der Haube 12 befestigt ist, und eine Verriegelung 24 aufweist, die an einem Strukturabschnitt 26 der Karosserie 11 des Fahrzeugs befestigt ist. 1 zeigt insbesondere den Schließer 22, der von der Verriegelung 24 ergriffen und gehalten wird, um die Haubenanordnung 10 in ihrer normal geschlossenen Position mit dem aktiven Scharnier 14 anzuordnen, das in einem „nicht ausgestellten“ Zustand gehalten wird, wobei das vordere Segment 16 der Haube verriegelt ist und das hintere Segment 18 der Haube 12 in seiner konventionellen abgesenkten Position.
Wie im Detail dargestellt, umfasst das aktive Scharnier 14 eine Fußgängerschutzvorrichtung, die bei einem Fahrzeugaufprall eines Fußgängers automatisch funktioniert. Insbesondere funktioniert die Fußgängerschutzvorrichtung, um das aktive Scharnier 14 aus seinem nicht aufgestellten Zustand in einen „aufgestellten“ Zustand zu versetzen, wie in 2 dargestellt, wobei das hintere Segment 18 der Haube 12 in eine angehobene oder aufgestellte Position gebracht wird, während das vordere Segment 16 der Haube 12 über die Verriegelungsvorrichtung 21 verriegelt bleibt. Somit bietet das aktive Scharnier 14 einen zusätzlichen Freiheitsgrad in seiner Bewegung, so dass das hintere Segment 18 der Haube 12 aus seiner normalen abgesenkten Position (1) in seine angehobene Position (2) übergehen kann. Wie ebenfalls detailliert beschrieben wird, wird dieser zusätzliche Freiheitsgrad unter normalen (d.h. vor der Kollision) Situationen durch eine primäre Verriegelung eines dem aktiven Scharnier 14 zugeordneten Verriegelungsmechanismus deaktiviert, der wiederum eine normale Nutzung der Haube 12 ermöglicht, entweder durch eine manuelle Bewegung durch einen Benutzer oder eine angetriebene Bewegung durch ein angetriebenes Stellglied (nicht dargestellt) als Beispiele. Unter Normalbetrieb versteht man die Schwenkbewegung der Haube 12 zwischen ihrer normalerweise geschlossenen Position von 1 und einer normalerweise geöffneten Position (nicht dargestellt), wobei das aktive Scharnier 14 im nicht aufgestellten Zustand gehalten wird. Das Lösen der primären Verriegelung (über ein Stellglied) funktioniert, um das Verschieben des aktiven Scharniers 14 aus seinem nicht aufgestellten Zustand in seinen aufgestellten Zustand einzuleiten. Es wird anerkannt, dass die hierin enthaltenen Lehren auf andere Arten von Scharnieren angewendet werden können, z.B. auf ein passives Scharnier, d.h. ein Scharnier, das nicht mit einer Fußgängerschutzvorrichtung ausgestattet ist, die das Scharnier im Falle einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem Fußgänger automatisch auslöst. Ein passives Scharnier kann manuell betätigt werden, z.B. durch einen Benutzer, der die Haube 12 manuell bewegt, oder durch ein angetriebenes Stellglied, das die Haube 12 bewegt.
Das aktive Scharnier 14 ist ausgebildet, um diesen zusätzlichen Freiheitsgrad in der Bewegung der Haube 12 als Reaktion auf einen Fahrzeug-/Fußgängeraufprall zu ermöglichen, jedoch ohne dass das aktive Scharnier 14 sich während der Kollision verformt oder Energie absorbiert. Darüber hinaus bietet das aktive Scharnier 14 ein Mittel zur mechanischen Aufrechterhaltung seines aufgestellten Zustands über eine Sekundärverriegelung 46 des Verriegelungsmechanismus beim Entriegeln der Haube 12 nach dem Kollisionsereignis. Darüber hinaus ist eine Rückstellfunktion vorgesehen, durch die die Sekundärverriegelung gelöst und die Primärverriegelung eingerastet wird, um das aktive Scharnier 14 in seinen nicht aufgestellten Zustand zurückzubringen.
3 zeigt die Haubenanordnung 10 in einer entriegelten Position, wobei die Haube 12 aus der Verriegelungsvorrichtung 21 gelöst und in eine geöffnete Position geschwenkt wird, da das aktive Scharnier 14 im aufgestellten Zustand gehalten wird. 4 zeigt die fortgesetzte Schwenkbewegung der Haubenanordnung 10 in eine Rückstellposition, wobei die jetzt gezeigte Haube 12 in eine vollständig geöffnete Position geschwenkt wurde, in der die Primärverriegelung des Verriegelungsmechanismus wieder eingerastet wurde, um das aktive Scharnier 14 wieder in seinen nicht aufgestellten Zustand zu versetzen. Somit ermöglicht die nachfolgende Schwenkbewegung der Haubenanordnung 10 in Schließrichtung in ihre normal geschlossene Position, dass die Haube 12 in verriegelten Eingriff mit der Verriegelungsvorrichtung 21 bewegt werden kann, wie in den 1 und 5 dargestellt ist.
Unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 wird nun ein erstes Beispiel für die Ausführungsform des aktiven Scharniers 14 so ausführlich beschrieben, dass Fachleute die strukturellen und funktionellen Merkmale der vorliegenden Offenbarung erkennen und schätzen können. Das aktive Scharnier 14 umfasst im Allgemeinen eine Karosseriehalterung 30, eine Haubenhalterung 32, eine Aufstellhalterung 34 und einen Schwenkmechanismus 40, der zwischen der Karosseriehalterung 30 und der Aufstellhalterung 34 verbunden ist. Der Schwenkmechanismus 40 weist eine erste lange Verbindung 36 und eine zweite kurze Verbindung 38 auf, die so angeordnet sind, dass sie ein Viergestänge 40 definieren. Das aktive Scharnier 14 umfasst ferner einen Verriegelungsmechanismus 42, der funktionsfähig zwischen der Aufstellhalterung 34 und der Haubenhalterung 32 angeordnet ist und eine Primärverriegelung 44 und eine Sekundärverriegelung 46 aufweist. Die Aufstellhalterung 34 kann mit den Befestigungselementen 15c, wie beispielsweise dem Drehzapfen 70, und der Schwenkverbindung 12, mit der Haubenhalterung 32 und der Karosseriehalterung 30 gekoppelt werden. Solche Befestigungselemente 15c ermöglichen eine schwenkbare Kopplung zwischen der Aufstellhalterung 34 und der Haubenhalterung 32 und der Karosseriehalterung 30, wenn das Befestigungselement innerhalb einer in der Aufstellhalterung, der Haubenhalterung 32 und der Karosseriehalterung 30 ausgebildeten Öffnung aufgenommen wird. Die Haubenhalterung 32 kann alternativ direkt mit der Haubenhalterung 32 über die Befestigungselemente 15c gemäß einer anderen Ausführungsform gekoppelt werden. Die Haubenhalterung 32 ist ausgebildet, um starr an einem unteren Abschnitt des hinteren Segments 18 der Haube 12 über geeignete Befestigungselemente befestigt zu werden, die am Beispiel der Befestigungselemente 15a dargestellt werden, während die Karosseriehalterung 30 ausgebildet ist, um starr an einem Abschnitt der Karosserie 11 des Fahrzeugs im Motorraum durch geeignete Befestigungselemente befestigt zu werden, die am Beispiel der Befestigungselemente 15b dargestellt werden. Schließlich umfasst das aktive Scharnier 14 ein Stellglied 50, das betreibbar ist, um als Reaktion auf ein Steuersignal, das von einer Steuerung bereitgestellt wird, die einem aktiven Insassenschutzsteuerungssystem zugeordnet ist, als Reaktion auf einen oder mehrere fahrzeugmontierte Sensoren oder andere Erfassungsvorrichtungen, die das Auftreten einer Fußgängerkollision erfassen, selektiv die Primärverriegelung 44 zu lösen. In dem dargestellten Beispiel umfasst das Stellglied 50 einen elektrischen Verbinder 52, der in elektrischer Verbindung mit dem Sensor und/oder der Steuerung steht, so dass ein elektrisches Steuersignal zum Steuern der Betätigung des Stellglieds 50 erzeugt wird. Das Stellglied 50 kann alternativ direkt auf die Haube 12 oder die Haubenhalterung 32 oder eine andere Scharnierkomponente zum Bewegen der Haube 12 einwirken, wenn das Stellglied aktiviert oder in einem aktiven Fußgängerschutzbetrieb eingesetzt wird.
Der Schwenkverbindungsmechanismus 40 ist mit der ersten Verbindung 36 dargestellt, deren eines Ende schwenkbar mit der Karosseriehalterung 30 über einen ersten Schwenkzapfen 60 verbunden ist und deren gegenüberliegendes Ende schwenkbar mit der Aufstellhalterung 34 über einen zweiten Schwenkzapfen 62 verbunden ist. In gleicher Weise ist die zweite Verbindung 38 mit einem ersten Ende dargestellt, das schwenkbar mit der Karosseriehalterung 30 über einen ersten Schwenkzapfen 64 verbunden ist und dessen zweites Ende schwenkbar mit der Aufstellhalterung 34 über einen zweiten Schwenkzapfen 66 verbunden ist. Ein Drehzapfen 70 verbindet schwenkbar ein Abschlussendsegment der Aufstellhalterung 34 mit einem Wandsegment 72 der Haubenhalterung 32. Ein geflanschtes Wandsegment 74 der Haubenhalterung 32 umfasst eine Reihe von Montageöffnungen 76 zur Befestigung über Befestigungselemente an der Haube 12 und einen primären Verriegelungsschlitz 78. Die Drehzapfen 60, 62, 64 sind Beispiele für ein Befestigungselement 15c.
Die Primärverriegelung 44 umfasst eine Primärverriegelungsplatte 80, die über einen Primärverriegelungsdrehbolzen 82 schwenkbar an der Aufstellhalterung 34 montiert ist. Die Primärverriegelungsplatte 80 umfasst einen Fangflansch 84 und einen Betätigungsflansch 86. Wie in den 6 bis 8 dargestellt, ist der Fangflansch 84 so ausgebildet, dass er sich durch den primären Verriegelungsschlitz 78 in der Haubenhalterung 32 erstreckt und normalerweise in eine Verriegelungsfläche 88 am Flanschsegment 74 eingreift, um die Haubenhalterung 32 zu verriegeln und die Halterung 34 auszufahren. Eine primäre Vorspannfeder 90 ist vorgesehen, um die Primärverriegelungsplatte 80 in einer Verriegelungsrichtung (d.h. gegen den Uhrzeigersinn in den 6 und 7) normal zu vorgespannt, um den Fangflansch 84 mit der Verriegelungsfläche 88 am Flanschsegment 74 normalerweise in Eingriff zu bringen.
6-8 zeigen das aktive Scharnier 14 in seinem nicht aufgestellten Zustand mit der Primärverriegelung 42 in einem eingerasteten oder verriegelten Modus zum lösbaren Koppeln der Haubenhalterung 32 und der Aufstellhalterung 34 für eine gemeinsame Schwenkbewegung (über den Verbindungsmechanismus 40) in Bezug auf die Karosseriehalterung 30, um eine normale Bewegung der Haube 12 zwischen ihrer verriegelten und offenen Position zu gewährleisten. Die Primärverriegelung 44 umfasst auch einen Primärentriegelungshebel 92, der zwischen dem Betätigungsflansch 86 und der Aufstellhalterung 34 verbunden ist. Wie in 8 am besten zu sehen ist, befindet sich ein bewegliches Betätigungselement 100 des Stellglieds 50 in unmittelbarer Nähe des Betätigungsflansches 86 der Primärverriegelungsplatte 80 und ist bei Betätigung des Stellglieds 50 in der Lage, die Primärverriegelungsplatte 80 zwangsweise aus ihrer eingegriffenen Position in eine Freigabeposition zu bewegen, wodurch die Primärverriegelung 44 in einen Freigabemodus versetzt wird und eine unabhängige Bewegung der Haubenhalterung 32 zur Aufstellhalterung 34 ermöglicht wird.
Die Sekundärverriegelung 46 umfasst eine Sekundärverriegelungsplatte 104, die über einen Sekundärverriegelungsdrehbolzen 106 schwenkbar am Wandsegment 72 der Haubenhalterung 32 befestigt ist. Die Sekundärverriegelungsplatte 104 umfasst einen Fangschlitz 108. Eine sekundäre Vorspannfeder 110 spannt normalerweise die Sekundärverriegelungsplatte 104 in Verriegelungsrichtung (im Uhrzeigersinn in den 6 und 7) vor. Ein sekundärer Entriegelungshebel 112 ist ebenfalls dargestellt, der die Sekundärverriegelungsplatte 104 mit der Aufstellhalterung 34 verbindet. Wie ebenfalls dargestellt, ist ein Hochanschlagzapfen 114 an der Aufstellhalterung 34 befestigt und sitzt in einem Totlauf-Schlitz 116, der im Wandelement 72 der Haubenhalterung 32 ausgebildet ist. Mit der Primärverriegelung 44 im verriegelten Modus greift der Hochanschlagzapfen 114 in einen Endabschnitt des Totlauf-Schlitzes 116 ein, um die Haubenhalterung 32 in Bezug auf die Aufstellhalterung 34 richtig auszurichten, wenn sich das aktive Scharnier 14 in seinem nicht aufgestellten Zustand befindet. Wie dargestellt, kann in dieser Position die Haubenhalterung 32 im Allgemeinen in Ausrichtung mit der Aufstellhalterung 34 angeordnet werden, d.h. in Bezug auf die Aufstellhalterung 34 nicht geschwenkt. Anzumerken ist, dass in diesem Zustand der Fangschlitz 108 der Sekundärverriegelungsplatte 104 aus dem Eingriff mit dem Hochanschlagzapfen 114 verschoben wird, um den freigegebenen Modus der Sekundärverriegelung 46 zu definieren.
Unter Bezugnahme auf 9 ist die Haubenanordnung 10 in ihrer aufgestellten Position dargestellt, wobei das aktive Scharnier 14 im aufgestellten Zustand arbeitet. Insbesondere hat das Stellglied 50 an dem Betätigungsflansch 86 der Primärverriegelungsplatte 80 angegriffen und dessen Schwenkbewegung in einer Freigaberichtung entgegen der Vorspannung der Primärverriegelungsfeder 90 bewirkt, um den Fangflansch 84 von der Verriegelungsfläche 88 zu lösen und dadurch die Primärverriegelung 44 in ihren freigegebenen Modus zu verschieben. Nach dem Lösen der Primärverriegelung 44 ermöglicht die Schwenkverbindung 40 eine Relativbewegung zwischen der Aufstellhalterung 34 und der Haubenhalterung 32, bis sich der Hochanschlagzapfen 114 im Fangschlitz 108 der Sekundärverriegelungsplatte 104 befindet, wodurch die Sekundärverriegelung 46 in ihren eingegriffenen oder verriegelten Modus versetzt wird. Insbesondere kann die Haubenhalterung 32 relativ zur Aufstellhalterung 34 in eine erste Richtung geschwenkt werden, bis sich der Hochanschlagzapfen 114 im Fangschlitz 108 befindet.
10 zeigt das aktive Scharnier 14 im aufgestellten Zustand nach dem Entriegeln und Hochschwenken der Haube 12 in Richtung ihrer Öffnungs-Zwischenposition von 3 zu Beginn des Rückstellvorgangs. Wie ersichtlich ist, verursacht eine solche Drehung der Haube 12 eine gleichzeitige Bewegung der Haubenhalterung 32 in Bezug auf die Aufstellhalterung 34, die bewirkt, dass der sekundäre Entriegelungshebel 112 die sekundäre Verriegelungsplatte 104 so hält, dass der Hochanschlagzapfen 114 aus dem Fangschlitz 108 gelöst wird, wodurch die sekundäre Verriegelung 46 in ihren Entriegelungsmodus versetzt wird, während die primäre Verriegelung 44 in ihrem Entriegelungsmodus gehalten wird. 11 zeigt die fortgesetzte Schwenkbewegung der Haube 12 nach oben in ihre vollständig geöffnete oder zurückgesetzte Position ähnlich der 4. Wie zu sehen ist, bewirkt diese fortgesetzte Drehung, dass die Haubenhalterung 32 relativ zur Aufstellhalterung 34 schwenkt, bis die Primärverriegelung 44 wieder in ihren verriegelten Modus zurückkehrt und dadurch das aktive Scharnier 14 in seinen nicht aufgestellten Zustand zurücksetzt. Insbesondere kann die Haubenhalterung 32 in eine zweite Richtung schwenken, entgegen der ersten Richtung, bis die Primärverriegelung 44 wieder in ihren verriegelten Modus zurückkehrt. Somit kann die Haube 12 anschließend wieder in ihre verriegelte und abgesenkte Position gebracht werden, wobei sich die Haubenanordnung 10 in ihrer in den 1 und 5 dargestellten Normalschließstellung befindet. Wie zu erkennen ist, geben die 1 bis 5 eine sequentielle Reihe von Darstellungen, die das Nicht-Aufstellen, das Aufstellen und das anschließende Zurücksetzen des aktiven Scharniers 14 unter Verwendung des Verriegelungsmechanismus 42 zeigen, um zwei verschiedene mechanische Verbindungen zwischen Haubenhalterung 32 und der Aufstellhalterung 34 herzustellen.
Die 12 und 13 zeigen zweites Ausführungsbeispiel eines aktiven Scharniers 14', das im Allgemeinen dem aktiven Scharnier 14' ähnlich ist, mit der Ausnahme, dass der Vierstangen-Schwenkverbindungsmechanismus 40 durch eine einzige Schwenkverbindung 120, als Beispiel für ein Befestigungselement 15c, zwischen der Karosseriehalterung 30' und der Aufstellhalterung 34' ersetzt wurde. Die Integration des Verriegelungsmechanismus 42 zwischen der Aufstellhalterung 34' und der Haubenhalterung 32 bleibt jedoch in Struktur und Funktion gleich, um sowohl die Primärverriegelung 44 als auch die Sekundärverriegelung 46 dazwischen bereitzustellen.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird ein aktives Scharnier offenbart, das einen Verriegelungsmechanismus verwendet, um das Scharnier in seiner nicht aufgestellten und aufgestellten Bedingung zu halten. Eine erste Verriegelung wird verwendet, um das Scharnier in seinem nicht aufgestellten Zustand lösbar zu halten, während eine zweite Verriegelung verwendet wird, um das Scharnier in seinem nicht aufgestellten Zustand lösbar zu halten. Es ist eine Rückstellfunktion vorgesehen, durch die beide Verriegelungen zunächst gelöst und dann die erste Verriegelung wieder aktiviert wird, um den nicht aufgestellten Zustand wieder herzustellen, so dass die Haube nach einem Fußgängerkollisionsfall in ihre normale Gebrauchsstellung geschlossen werden kann.
Unter Bezugnahme auf die 14-16 ist ein weiteres alternatives Scharnier 14A mit Scharnierkomponenten, die eine Karosseriehalterung („Scharnierbandkörper“) 30A, eine Haubenhalterung („Schamierbandhaube“) 32A, eine Aufstellhalterung („Scharnieroberteil“) 34A aufweisen, wobei die Haubenhalterung 32A und die Aufstellhalterung 34A über Verbindungen miteinander verbunden sind, wie beispielsweise durch ein erster langer Hebel („Verbindungshebel-lang“) 36A, und ein zweiter kurzer Hebel („ Verbindungshebel-kurz“) 38A dargestellt ist. Die Karosseriehalterung 30A ist ausgebildet, um an der Karosserie 11 des Fahrzeugs 9 befestigt zu werden, wie beispielsweise über die Befestigungselemente 15b, die in den Karosseriebefestigungsbohrungen 31 aufgenommen sind und dadurch verlaufen, die auch als Öffnungen bezeichnet werden, und die Befestigungselemente 15b dienen zum Befestigen der Karosseriehalterung 30A an der Karosserie 11 und um beispielsweise die Karosseriehalterung 30A gegen die Karosserie 11 pressen, um Spiel und Bewegung dazwischen zu verhindern. Ebenso ist die Haubenhalterung 32A ausgebildet, um an der Haube 12 über Verbindungselemente 15a befestigt zu werden, die durch die Befestigungsbohrungen 31 der Haube gehen. Ebenso sind der erste lange Hebel 36A und der zweite kurze Hebel 38A exemplarisch und ohne Einschränkung mit der Karosseriehalterung 30A und mit der Haubenhalterung 32A über die Verbindungselemente 15c gekoppelt, die beispielsweise ein Stiftbefestigungselement, ein Schraubenbefestigungselement oder ein Nietverbindungselement sein können. Wie bereits erwähnt, wird eine Reihe von Drehzapfen oder Lagern, die im Allgemeinen als Verbindungselemente bezeichnet werden, verwendet, um den langen Hebel 38A und den kurzen Hebel 38A schwenkbar an beiden Karosseriehalterungen 30A zu montieren und die Halterung 34A zu aufzustellen, um eine Drehung dazwischen zu ermöglichen, sowie um die Halterung 34A schwenkbar an der Haubenhalterung 32A zu montieren und ein Vierarm-Schwenkgelenk 40A zu bilden. Um eine solche relative Drehung durch die Verbindungselemente 15c im Vergleich zur höheren Druckkraft der Verbindungselemente 15b, 15a zu ermöglichen, dürfen die Verbindungselemente 15c nicht in einen Druckkontakt zwischen dem langen Verbindungshebel 38A und dem kurzen Verbindungshebel 38A zu beiden Karosseriehalterungen 30A gebracht werden und die Halterung 34A und die Haubenhalterung 32A aufzustellen. 16 zeigt am besten einen Anschlusspunkt 35 zum Verbinden der Haubenhalterung 32A mit der Gasdruckfeder sowie verschiedene Stellglieder 50A-Punkte einschließlich einer Stützfläche 37A, einer Montagefläche 37B, einer Aufhängefläche 37C und einer Antriebs-/Kontaktfläche 37D.
Die in den 14-16 dargestellten Komponenten sind alle Beispiele für konventionelle gestanzte Metallkomponenten, die in der Ebene (z.B. entlang der X- und Y-Achse, dargestellt durch die Pfeile 95 und 97) Steifigkeit und Festigkeit bieten, um die Funktion des aktiven Scharniers 14A zu unterstützen, jedoch minimales Material und Struktur bereitstellen, die sich in Querrichtung (CW) erstrecken (z.B. entlang der Z-Achse, dargestellt durch Pfeil 99), um eine Steifigkeit außerhalb der Ebene zu gewährleisten. Ein solches veranschaulichendes herkömmliches gestanztes Metallbauteil kann mit gebogenen Kanten und Leisten versehen sein, die während des Stanzvorgangs gebildet werden, wie beispielsweise als Bezugsziffer 29 dargestellt, jedoch können solche Strukturen 29 an Stellen mit höherer Belastung, wie im Folgenden näher beschrieben, nicht genügend Verstärkungsmaterial bereitstellen und können an diesen gewünschten Stellen durch Stanzen schwer zu formen sein. Darüber hinaus ist die Dicke der quer verlaufenden Strukturen 29 auf die Dicke des zu stanzenden Metallrohlings begrenzt, was das Material weiter einschränkt, um dem gestanzten Scharnier Steifigkeit zu verleihen. Während solche Metallkomponenten die Norm sind, haben die hierin offenbarten fortgeschrittenen Bemühungen zur Kosten- und Gewichtsreduzierung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung und Verbesserung der strukturellen Integrität nun zur Entwicklung von „Verbund-“ oder „Hybrid“-Scharnieren und Scharnierkomponenten geführt, die im Folgenden näher erläutert werden. Die Begriffe „Verbund“ oder „Hybrid“ werden hierin beispielsweise verwendet, um eine Verbundstruktur unter Verwendung verschiedener Materialien zur Bildung des Scharniers zu bezeichnen und/oder eine Verbundstruktur unter Verwendung verschiedener struktureller Merkmale zur Bildung des Scharniers, wie beispielsweise strukturelle Verstärkungsmerkmale, die im Folgenden näher beschrieben werden.
Die 17-19B zeigen eine Scharnierkomponente, insbesondere eine Verbundkarosseriehalterung oder eine Scharnierbandkarosseriekomponente 200 mit einem ebenen Kern, der als Metallkernplatte 202 dargestellt ist, und einem Kunststoffkörperabschnitt 204, der auf die Metallkernplatte 202 aufgegossen ist. Die Metallkernplatte 202 ist mit einer durchgehenden Kante 206, Gewindebohrungen 208 für Befestigungselemente, wie beispielsweise das Stellglied 50, einem Paar rohrförmiger Stützkragen 210, die mindestens eine Befestigungsaufnahmeöffnung begrenzen ausgebildet, die als Buchsenbohrungen 212 zur Aufnahme von drehbaren Befestigungselementen, wie beispielsweise Verbindungselementen 15c, ausgebildet ist. Die Metallkernplatte 202 kann aus Stanzteilen zum Bilden einer planaren Struktur gebildet werden, die Festigkeit in Richtungen innerhalb ihrer Ebene bereitstellt und beispielsweise Festigkeit entlang hoher Lastflusswege, beispielsweise entlang gestrichelte Linien, die unter Verwendung von Bezugszeichen LF angegeben sind, die die Befestigungsbohrungen 33 und/oder die Buchsenbohrungen 212 verbinden. Die Metallkernplatte 202 umfasst eine in der Ebene deutlich größere Ausdehnung als ihre Querbreite, die in dieser Form eine in der Ebene größere Festigkeit als eine außerhalb der Ebene aufweist, was zu einer Biegung des Metallkerns 202 führen kann, wenn er einer seitlichen Querbelastung ausgesetzt ist. Der mit der Metallkernplatte 202 verbundene Kunststoffkörperabschnitt 204 ist so vorgesehen, dass er sich in einer Richtung außerhalb der Ebene, beispielsweise in Richtung der Z-Achse 99, vom Metallkern 202 erstreckt, um eine Struktur zur Erhöhung der Steifigkeit der Komponente 200 zu schaffen.
20 zeigt eine weitere exemplarische Version einer Schamierkomponente, insbesondere eine modifizierte Version der als Bezugsziffer 200' notierten Verbundbandkörperkomponente 200 mit Metallkernplatte 202, einem mit der Metallkernplatte 202 z.B. durch Umspritzen befestigten oder verbundenen Kunststoffumspritzteil 204 und optional einer oder mehreren faserverstärkten Struktureinsätzen 220, die in das Kunststoffteil 204 eingekapselt sind. Der Kunststoffkörperabschnitt 204 bietet eine quer zur ansonsten ebenen Metallkernplatte 202 verlaufende CW-Struktur, die der Verbundkarosseriehalterung oder der Schamierbandkarosseriekomponente 200 Steifigkeit verleiht, um jeder Querbelastung standzuhalten, die ansonsten zu einer Biegung oder Verformung eines gestanzten Metallkerns 202 führen könnte. Es ist zu beachten, dass, da die Öffnungen 33 in der Metallkernplatte 202 ausgebildet sind, eine robuste Verbindung zum Fahrzeug 9 hergestellt werden kann. Die zwischen den Öffnungen 33 in der Ebene des Metallkerns 202 übertragenen Belastungen LF können durch den festeren planaren Metallkern 202 getragen werden. Darüber hinaus erleichtert die Metallkernplatte 202 die Kraftübertragung zwischen den Befestigungselementen 15b, 15c und damit zwischen der Fahrzeugkarosserie 11 und den Scharniergelenken 36, 38, 36A, 36B und verstärkt statisch die Karosseriehalterung oder das Scharnierbandkarosseriebauteil 200 entlang der Kraftlastpfade LF zwischen den Befestigungsbohrungen 33. Infolgedessen können andere Abschnitte der Karosseriehalterung oder der Schamierbandkarosseriekomponente 200, die nicht oder weniger solchen Flussbelastungen in der Ebene ausgesetzt sind, mit einem anderen leichteren Material wie Kunststoff oder einem anderen Polymer versehen und/oder mit einer anderen Struktur versehen sein, um das Gewicht der Karosseriehalterung oder der Schamierbandkarosseriekomponente 200 zu reduzieren und/oder um die Querbreitensteifigkeit der Karosseriehalterung oder der Schamierbandkarosseriekomponente 200 zu gewährleisten.
Die 21A und 21B sind isometrische Vorder- und Rückseitenansichten einer anderen Verbundkarosseriehalterung oder ScharnierbandKarosseriekomponente 240 mit einem planaren Kern, wie beispielsweise einer thermogeformten Faserverbundkernplatte 242, die mit einem faserverstärkten Kunststoff 244 umspritzt ist. Bevorzugte, aber nicht einschränkende Materialien für die Verbundkernplatte 242 können Tepex® Dynalite 201-C200(x)/50%Kohlenstoff (3mm dick) und Durethan® BKV 30 H2.0 (PA6-GF30) umfassen, und Materialien für die Kunststoffschicht 244 können Tepex® Materialien und andere Verbundlaminate umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Die allgemeine Konfiguration der Komponente 240 ist nahezu identisch mit der Komponente 200, verwendet aber keine metallische Innenkernplatte mehr.
Die 22A-22C zeigen Teilschnitte der Komponente 200, um bestimmte integrierte Merkmale besser darzustellen. 22A ist beispielsweise eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A von 19A, die eine umspritzte Stahlhülse 210 in einem Rohrnabenprofil 252 und Befestigungselemente wie den aus dem Metallkern 202 beim Stanzen gebildeten Haken 254 zeigt. Ebenso ist 22B eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B, die eine integrierte Buchsenbohrung 212 mit einem darin aufgenommenen Befestigungselement 15c, 262, wie beispielsweise einem Lagerbolzen oder Niet, darstellt, das sich dort hindurch erstreckt, um ein Element wie den Hebel 36A, 36B, 264 schwenkbar zu befestigen. Schließlich ist 22C eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C, die eine im Metallkern 202 gebildete integrierte Schraubmuffe 266 zur Aufnahme einer Schraube oder Mutter zur Befestigung eines Bauteils, wie beispielsweise einer höhenverstellbaren Stoßstange, damit an dem Bauteil 200 darstellt.
23 zeigt noch ein weiteres Beispiel für eine Verbund- oder Hybridscharnierkomponente, die als Karosseriehalterung oder Verbundscharnierband-Karosseriekomponente 300 mit einem aus einem Kunststoffmaterial gebildeten Karosserieabschnitt 302 und beispielsweise mit mindestens einem Paar Stützhülsen 304, wie beispielsweise Metallstützhülsen 304, dargestellt ist. Das Karosserie-Segment 302 ist ein Beispiel für einen Kunststoff-Karosserieabschnitt, der jedoch nun ohne planaren Metallkern ausgeführt ist.
Das Kunststoffkörpersegment 302 ist beispielsweise durch ein Spritzgussverfahren gebildet und kann eine leichtgewichtige verstärkte Struktur umfassen, die als eine Anordnung von Zellen 306 dargestellt ist, beispielsweise durch eine Reihe von verschachtelten Zellen 306b, die aus einer Reihe von miteinander verbundenen Rippen 306a gebildet sind, die in einem geometrischen Muster, wie beispielsweise in einer Sechskant- oder Wabenform, angeordnet sind, um eine Anzahl von Hohlräumen 306c zu definieren. Die Zellen 306 erstrecken sich beispielsweise in Querbreiten- oder Querrichtung (CW) und erstrecken sich in einer Richtung außerhalb der Ebene von einer planaren Struktur 301 an einer ersten Seite 315 (die in das Blatt der 23 zeigt) der Komponente 300 derselben, um eine Fläche zu bilden, die die Anordnung der Zellen 306 präsentiert, zum Beispiel auf einer gegenüberliegenden zweiten Seite 317 (die aus dem Blatt der 23 zeigt), die auch während des Spritzgießprozesses gebildet werden kann, um somit eine monolithische Struktur zu bilden, die die planare Struktur 301 und die Anordnung 306 umfasst. Die Zellenanordnung 306, die eine oder mehrere Unteranordnungen umfassen kann, z.B. kann die Zellenanordnung 306 Unteranordnungen 307 umfassen, 309 sind beispielsweise mit der planaren Struktur 301 verbunden und erstrecken sich von dieser weg. Die Fläche, die die Anordnung der Zellen 306 darstellt, kann eine andere planare Struktur (nicht dargestellt) umfassen, die darüber liegt und mit mindestens einem Teil der Anordnung der Zellen 306 verbunden ist. Die Zellen 306b können als andere Arten von geometrischen Formen, die aus der Anzahl von Rippen 306a gebildet sind, wie dreieckig, fünfeckig, kreisförmig, oval, quadratisch, rechteckig und dergleichen, zum Bilden einer Verstärkungsstruktur oder einer stegartigen Struktur bereitgestellt werden, wie in 23 dargestellt ist. Es wird anerkannt, dass der Prozess des Spritzgießens von Polymermaterial, wie beispielsweise Kunststoff, unter Einsatz eines zusätzlichen Herstellungsverfahrens durchgeführt werden kann und Materialien wie geschmolzene Kunststoffe und Metall verwenden kann.
Die Anordnung der Zellen 306 kann als Verbundstruktur mit zwei oder mehr Unterstrukturen, wie beispielsweise der Unteranordnung von Zellen, gebildet werden, wobei jede Unterstruktur eine andere Struktur aufweist. Ein solcher Unterschied zwischen den Strukturen kann als Beispiele einen Unterschied in der Form der Struktur, wie beispielsweise unterschiedlich geformte Zellen, und/oder einen Unterschied in der Dichte der Struktur umfassen, beispielsweise wenn eine Struktur aus mehr Kunststoffmaterial als die andere als Beispiel gebildet wird, und/oder einen Unterschied in der spezifischen Festigkeit und spezifischen Steifigkeit, und/oder die Breite der die Zellen bildenden Rippen kann breiter sein als die die Zellen der anderen Struktur bildenden Rippen. So kann beispielsweise eine erste Struktur, wie beispielsweise eine erste Unteranordnung von Zellen 307 mit einer oder mehreren ersten Unterzellen 307a, um die Öffnungen 33 herum vorgesehen werden. Die Teilzellen 307a können gebildet werden, um die Löcher oder Buchsenbohrungen 308 zu definieren, die von einer integral geformten rohrförmigen Hülse umgeben sind, um eine Buchsenstruktur zum Tragen eines schwenkbaren Befestigungselements 15c b zu schaffen, und kann beispielsweise mindestens eine und kann eine Anzahl von radial verlaufenden stegartigen Verstärkungsrippen 310 umfassen, die dazwischen Hohlräume 311 definieren. Die eine oder mehreren zweiten Unteranordnungen 309 umfassen beispielsweise eine Anzahl von verschachtelten Wabenzellen 306b, 309b. Die Zellen 306 bilden eine leichte Struktur zur Verstärkung und Versteifung der Schamierkomponente, wie beispielsweise die Schamierbandkörperkomponente 300 mit einem Karosseriesegment 302, und können an gewünschten Stellen, die sich von der planaren Struktur 301 erstrecken, und mit einer gewünschten Festigkeit und einem gewünschten Materialvolumen gebildet werden.
Immer noch bezugnehmend auf die 23 zusätzlich zu der 23A, kann die Komponente 300 Stützeinsätze 304 umfassen, um eine Öffnung 33 zur Aufnahme eines Befestigungselements, wie beispielsweise des Befestigungselements 15a, 15b, zu umgeben. So können beispielsweise Stützeinsätze 304 eine Stützhülse 304 aus Metall sein, die in das Karosseriesegment 302 eingepresst oder umspritzt ist und sich quer zur Breite CW zwischen der ersten Seite 315 der Komponente 300 und der gegenüberliegenden zweiten Seite 317 der Komponente 300 erstreckt und die die Öffnung 33 definieren kann und sich unmittelbar neben der Öffnung 33 befindet. Andere Arten von Verbindungen zwischen den Stützhülsen 304 und dem Karosseriesegment 302 sind möglich. Alternativ können die Stützhülsen 304 aus einem Kunststoffmaterial gebildet werden, wobei das Körpersegment 302 eine integrale und monolithische Komponente bildet und beispielsweise eine Rohrstruktur aufweist. Die Stützeinsätze 304 können als rohrförmige Metallhülsen, wie in 23 dargestellt, oder als planarer Platteneinsatz, wie beispielsweise ein Paar gegenüberliegender Metallplatteneinsätze 304a, wie in 23A dargestellt, vorgesehen sein und sich beispielsweise kreuzweise CW zwischen der gegenüberliegenden ersten Seite 315 und der zweiten Seite 317 des Karosseriesegments 302 erstrecken. Solche planaren Platteneinsätze können Teil der beschriebenen rohrförmigen Struktur sein, wenn der Stützeinsatz 304 aus einem Kunststoffmaterial gebildet und angrenzend an die Öffnung 33 positioniert ist, wie in 23A dargestellt ist. Die Einsätze 304, 304a können vorgesehen werden, um an ihren gegenüberliegenden Enden an einer benachbarten montierten Komponente, wie beispielsweise der Fahrzeugkarosserie 11, der Motorhaube 12 oder einer anderen Schamierkomponente, wie den Verbindungsgliedern 36A, 38B, anzustoßen. Zur Unterstützung der höheren Druckbelastung durch höhere Drehmomente der Verbindungselemente 15b, 15a können Einsätze 304 vorgesehen werden, im Vergleich zu den drehbaren Verbindungselementen 15c, die nicht so komprimiert werden dürfen, dass sie die Scharnierkomponenten zusammenführen, die eine relative Drehung zwischen den Teilen verhindert. Die Einsätze 304 können auch als integral geformte Struktur bereitgestellt werden, die als ein dickeres Rohr mit einer Wanddicke größer als die Wanddicke im Vergleich zur Dicke der Rippen 310 als Buchsenbohrungen 308 zum Tragen von Befestigungselementen mit geringerer Druckbelastung, wie beispielsweise Verbindungselemente 15c, gebildet ist, die das Verbindungselement benötigen, um eine Schwenkbewegung zwischen den miteinander verbundenen Scharnierkomponenten zu ermöglichen, zum Beispiel zwischen der Karosseriehalterung 30A oder der Haubenhalterung 32A und den Verbindungen 36A, 38A.
Immer noch auf 32 bezugnehmend, kann das Karosseriesegment 302 eine Schnittstellenstruktur umfassen, die als kreuzweise CWverlängernde Verstärkungsschienen 313 dargestellt ist, die vorgesehen sind, um die strukturelle Integrität weiter zu verbessern und eine Schnittstelle zwischen unterschiedlich geformten Verstärkungsrippen 310 oder Zellen 306 benachbarter Unteranordnungen zu schaffen und Abteilungen von Anordnungen 312A-312G zu definieren. Die Bereitstellung einer solchen Schnittstellenstruktur kann verschiedene Anordnungsstrukturen mit unterschiedlichen Dichten und Mustern ermöglichen, die beispielsweise miteinander verbunden werden können. Die Verstärkungsschienen 313 können auch als Auflagefläche für Komponenten vorgesehen werden, wie z.B. das Stellglied 50, das am Karosseriesegment 302 befestigt ist, z.B. durch Gewindeverbindung mit den Gewindebohrungen 208.
Nun mit Bezug auf 36, zusätzlich zu 23, können die Hülsen 304 so funktionieren, dass sie eine hochfeste Stützstruktur schaffen, um der lokalisierten Druckkraft F standzuhalten, die von den Verbindungselementen 15a, 15b, 15c in Querrichtung CW auf das Karosseriesegment 302 und insbesondere auf die erste Struktur, die als erste Unteranordnung 307 dargestellt ist, die die Öffnung 33b umgibt, aufgebracht wird, um zu verhindern, dass eine solche Druckbelastung auf die umgebende Verstärkungsstruktur übertragen wird und die umliegende Verstärkungsstruktur verformt oder zerquetscht wird, wie beispielsweise durch Verformung der radial strahlenden stegartigen Verstärkungsrippen 310 der ersten Unteranordnung 307, wie in 36 dargestellt ist. Darüber hinaus verhindert das Reduzieren oder Eliminieren der kontinuierlichen Druckbelastung der umgebenden ersten Kunststoffstruktur 307 durch die angezogenen Befestigungselemente 15b, 15c auch eine Ermüdungsschädigung des Kunststoffmaterials, die die Festigkeit der umgebenden Kunststoffunterzellen 307A im Laufe der Zeit verringern und Abstände zwischen den Befestigungselementen 15b, 15a und dem Kunststoffkarosseriesegment 302 erzeugen kann, was Geräusche, Klappern und Spiel zwischen der Karosseriehalterung oder der Scharnierbandkarosseriekomponente 300 und der Fahrzeugkarosserie 11 verursacht. Wie in 36 dargestellt ist, können die Verbindungselemente 15b, 15a ein Niet oder eine Schraube oder eine Mutter und Schraube sein und können beispielsweise gegenüberliegende Köpfe 17 umfassen, die durch einen Befestigungsschaft 19 miteinander verbunden sind, um die gegenüberliegenden Köpfe 17 zusammenzuhalten und die Scharnierkomponente 300 gegen die Fahrzeugkarosserie 11 oder Haube 12 zu drücken, wie beispielsweise das Karosseriesegment 302 gegen die Fahrzeugkarosserie 11, um die ScharnierbandKarosseriekomponente 300 am Fahrzeug 9 zu befestigen. Da die durch die Verbindungselemente 15b, 15a auf die Karosseriehalterung oder die Karosseriekomponente 300 mit Scharnierband aus Verbundwerkstoff übertragenen Druckbelastungskräfte durch die Hülsen 304 und weg vom umgebenden Karosseriesegment 302, wie beispielsweise den umgebenden ersten Unteranordnungs-Unterzellen 307a-Strukturen, übertragen werden, kann die Festigkeit einer solchen umgebenden ersten Struktur reduziert und vielmehr optimiert werden, um jeder seitlichen Unstetigkeit bei der Flächenbelastung standzuhalten, die durch das Befestigungselement 15b, 15a auf die erste Unteranordnung 307 ausgeübt wird, und/oder um einer Belastung außerhalb der Ebene auf die ersten Unteranordnung 307 standzuhalten, und das entsprechende Gewicht des Karosseriesegments 302 kann ebenfalls reduziert werden.
Daher können die stegartigen Verstärkungsrippen 310, die die Anordnung der Zellen 306, 307. 309 bilden, gebildet werden, um lokal Festigkeit und Steifigkeit zu schaffen, die der unterschiedlichen Belastung und Belastungsrichtung widerstehen, denen die verschiedenen Abschnitte der Scharnierkomponente ausgesetzt sind, die durch die Bewegung der Haube 12 beim Öffnen und Schließen, beim Zünden des aktiven Fußgängerschutzsystems oder beispielsweise bei einem Unfallvorgang verursacht werden können. Daher ist eine Scharnierkomponente vorgesehen, die eine erste Struktur mit einer ersten Festigkeit zum Umgeben einer Öffnung zur Aufnahme eines Befestigungselements und eine zweite Struktur mit einer zweiten, niedrigeren Festigkeit zum Umgeben der ersten Struktur aufweist. So kann beispielsweise die erste Struktur die erste Unteranordnung der Zellen 307 und die zweite Struktur die zweite Unteranordnung der Zellen 309 sein. Die höhere örtliche Belastung, der die erste Struktur ausgesetzt ist, die die Öffnung 33 zur Aufnahme des Befestigungselements 15 umgibt, die entweder durch eine kontinuierliche Druckbelastung, die durch das Befestigungselement verursacht wird, oder durch eine dynamische Quer- oder seitliche Belastung in der Ebene, die durch die Bewegung der Haube 10 in Bezug auf den Körper 11 verursacht wird, vermittelt wird, kann durch die erste Struktur aufgenommen werden, während die verteilte Belastung, die durch Lastflüsse LF zwischen den Öffnungen 33 oder zwischen den ersten Strukturen verursacht wird, durch die zweite Struktur aufgenommen werden kann. Da der Kraftfluss LF zwischen den Öffnungen 33 über die größere zweite Struktur und beispielsweise über ein größeres Netzwerk von Zellen 306b, 309b, die durch Verstärkungsrippen 310 gebildet werden, im Vergleich zur lokalisierten Druckkraft F durch Verbindungselemente 15 verteilt werden kann, kann die zweite Struktur mit einer niedrigeren Festigkeit, wie beispielsweise einem niedrigeren Festigkeits-Gewicht-Verhältnis oder einer niedrigeren spezifischen Festigkeit, beispielsweise durch eine geringere Dichte des Materials, das die zweite Struktur bildet, vorgesehen werden.
Die 24A und 24B zeigen eine modifizierte Version einer Verbundkarosseriehalterung oder einer Scharnierbandkarosseriekomponente 400 mit einem Karosseriesegment 402, das ohne Stahlhülsen 304 ausgebildet ist (23), sondern mit integrierten Buchsenbohrungen 404, die Öffnungen 33b definieren, die von radial verlaufenden Verstärkungsrippen 406 umgeben sind, die eine erste Struktur bilden, wie beispielsweise eine erste Unteranordnung von Zellen. Das Karosseriesegment 402 wird exemplarisch aus drei Verbundstrukturen gebildet. So ist beispielsweise eine zweite Struktur exemplarisch als eine Anordnung von Zellen dargestellt, die durch Rippen 410 gebildet werden, die Hohlräume 413 in einer Steuerkomponente 412 des Körperabschnitts 402 definieren. Eine solche zweite Struktur ist nicht wabenförmig, sondern als verschachtelte Dreieckszellen ausgebildet, die sich über die Querbreite erstrecken und dem Karosseriesegment 402 Gewichtsreduktion und Steifigkeit verleihen. Die von den Rippen 410 gebildete Verstärkungsstruktur verbindet beispielsweise die von den Rippen 406 begrenzten oder umgebenen Buchsenbohrungen 404, um einen verstärkten Weg zur Kraftübertragung zwischen den Buchsenbohrungen 404 zu schaffen. Das Karosserie-Segment 402 umfasst ferner eine dritte Struktur 409, die als solide planare Struktur mit quer verlaufenden Rippen 411 ausgebildet ist, die Löcher oder Buchsenbohrungen 408 zur Aufnahme von Schwenkbefestigungen 15c verbindet. Bevorzugte, aber nicht einschränkende Materialien können unter anderem PA66 - CF30: Akromid A3 ICF 30 (Akro Plastic), PA66 - LGF50: ULtramid AW3WG10LF (BASF®), PEEK - CF30: Victrex Peek ZA30 (VICTREX®) umfassen.
Neben der Konstruktion von Verbundkarosseriehalter-/Scharnierbandkarosseriekomponenten richtet sich die vorliegende Offenbarung auch auf Verbundkarosseriehalter-/Scharnierbandhaubenkomponenten zur Verwendung mit den aktiven Scharnieren als Beispiel. In diesem Zusammenhang zeigt 25 eine zusammengesetzte Scharnierbandhaubenkomponente 500 mit einem spritzgegossenen Kunststoffkörpersegment 502, einem Paar Rohreinsätze 504, wie beispielsweise einem Paar Metallrohreinsätze, die in das Karosseriesegment 502 eingegossen sind, einer verstärkten Kunststoffrohrbuchse 505, die als Teil des Karosseriesegments 502 eingegossen ist, und einer ebenfalls in das Karosseriesegment 502 eingegossenen Metall-Montageplatte 506. Die Metallplatte 506 weist eine Befestigungsbohrung 510 zur schwenkbaren Halterung der Ausstellhalterung, wie beispielsweise der Ausstellhalterung 34A, auf. Das dargestellte Körpersegment 502 umfasst Wabenzellen 512, um die erforderliche Festigkeit und Steifigkeit zu gewährleisten.
Darüber hinaus ist die vorliegende Offenbarung auf zusammengesetzte oder „hybride“ Hebelarme oder Hebelverbindungen zur Verwendung in Scharnieren, wie beispielsweise aktive oder passive Scharniere, gerichtet. In diesem Zusammenhang zeigen die 26A und 26B eine Hebelverbindung 600 mit einem Metallgehäuse 602 mit einer ebenen Basis 607 und einer Seitenwand 609, die sich quer zur Basis 607 erstreckt, um eine U-förmige Kammer 604 zu definieren, und ein Kunststoffkörperteil 606, das in der Kammer 604 gehalten (d.h. geknickt, geformt, geklebt usw.) ist. Der Sockel 607 des Metallgehäuses 602 definiert ein Paar Gehäusekanäle 613. Der Kunststoffkörperteil 606 definiert ein Paar Lager 610, die jeweils in Ausrichtung zu einem der Gehäusekanäle 613 angeordnet sind. Die Lager 610 oder Buchsen definieren jeweils einen Lagerkanal 608 oder eine Öffnung zur Aufnahme eines Befestigungselements, wie beispielsweise das Befestigungselement 15c zur Verbindung der Hebelverbindung 600 mit einer Halterung. Das Lagerpaar 610 kann ein Paar umspritzter oder eingepresster Metallhülseneinsätze sein oder eine integral geformte verstärkte Kunststoffhülse, die der Schwenkbeanspruchung durch die Verbindungselemente 15c standhält. Der Kunststoffkörperteil 606 ist in diesem nicht einschränkenden Beispiel dargestellt, um eine Reihe von sechseckigen Hohlräumen aufzunehmen, die durch Verstärkungsrippen 612 gebildet werden, die die Hülsen 610 miteinander verbinden.
Die 27A-27C bieten Ansichten einer zusätzlichen Ausführungsform einer ähnlichen Hebelverbindung 600'. Wie die vorherige Ausführungsform weist das Metallgehäuse 602' eine planare Basis 607' und eine Seitenwand 609' auf, die sich quer zur Basis 607' erstreckt, um eine U-förmige Kammer 604' zu definieren. Wie in 27C dargestellt, definiert die Seitenwand 609' eine Anzahl von Öffnungen 611'. Die Kunststoffbasis 607' umfasst eine Anzahl von Laschen 613', die von dem Metallgehäuse 602' aufgenommen und mit den Öffnungen 611' des Metallgehäuses 602' gekoppelt sind, um den Kunststoffkörperteil 606' am Metallgehäuse 602' zu sichern. Das Metallgehäuse 602' definiert ein Paar Gehäusekanäle 619', die jeweils ein Lager 610' oder eine Buchse aufnehmen, die durch die massive Rohrhülse definiert ist, die als Teil des Kunststoffkörperteils 606' ausgebildet ist. Das Lager 610' definiert einen Lagerkanal 608' oder eine Öffnung zur Aufnahme eines Befestigungselements zum Koppeln der Verbindung 600' mit einer Halterung. Das Lager 610' ist ein Beispiel für eine erste Struktur, die eine Öffnung 33 umgibt, um der Belastung durch das Verbindungselement 15c zu widerstehen, und ist als feste Struktur ohne Zellen dargestellt, die ein Beispiel für eine Struktur mit größerer Dichte als eine zellenartige Struktur darstellt, während die Kunststoffbasis 607' ein Beispiel für eine zweite Struktur ist, die mit der ersten Struktur verbunden ist, und als eine Anordnung von Zellen mit quer verlaufenden Rippen dargestellt ist.
Die 28A-28C zeigen eine alternative Version der Hebelverbindung 600" mit einer Metallkernplatte 602", die in einem äußeren Kunststoffkörperteil 606" gekapselt ist. Der äußere Kunststoffgehäuseteil 606" definiert ein Paar von beabstandeten Lagern 610". Die Lager 610" oder Buchsen definieren jeweils einen Lagerkanal 608" oder eine Öffnung zur Aufnahme eines Befestigungselements zur Verbindung der Verbindung 600" mit einer Halterung und sind ein Beispiel für eine erste Struktur, die der Belastung durch das Befestigungselement 15c standhält. 28A zeigt, dass die Metallkernplatte 602" wie eine Blattfeder mit einem Hauptabschnitt 615" und zwei gerollten Endabschnitten 617" ausgebildet ist, die sich um die Lager 610" winden. Gemäß einem solchen exemplarischen Beispiel ist eine Scharnierkomponente mit einem Paar erster Strukturen vorgesehen, die jeweils eine Öffnung zur Aufnahme eines Befestigungselements umgeben, einer zweiten Struktur, die die ersten Strukturen verbindet, und einem Metallkern, der die Öffnungen verbindet. Die Verbindungen 36A, 36B können beispielsweise mit den ähnlichen Konstruktionen der Hebelverbindungen 600, 600', 600" gebildet werden. Es wird erkannt, dass die Lager 610, 610', 610" als integral mit dem Kunststoffgehäuseteil 606, 606', 606', 606" ausgebildet dargestellt sind, aber es kann ein Einsatz, wie die oben beschriebenen Metallhülseneinsätze, vorgesehen werden, um die Öffnung zu umgeben und/oder das Lager zu bilden.
Unter Bezugnahme auf die 29-35 ist ein aktives Scharnier 14B dargestellt, das mit einer oder mehreren Verbund-/Hybridscharnierkomponenten der zuvor in den 17-28 beschriebenen Typen ausgestattet ist, das nun beschrieben wird. Das aktive Scharnier 14B ist zwischen der Haube 12 und der Karosseriestruktur des Fahrzeugs 9 eingebaut. Das aktive Scharnier 14B umfasst im Allgemeinen die Verbundkarosseriehalterung 300 (23), die an der Fahrzeugkarosserie 11 über Befestigungselemente 15b installiert ist, die innerhalb der Öffnung 33b aufgenommen sind und komprimierend an der angrenzenden Karosseriehalterungs-Struktur über die Stützhülsen 304 angreifen, die Hybridhaubenhalterung 500 (25), die an der Haube 12 über Befestigungselemente 15a installiert ist, die innerhalb der Öffnung 33a aufgenommen sind und komprimierend an der angrenzenden Haubenhalterungs-Struktur wie den Stützhülsen 504 angreifen, eine geschmiedete Aluminium-Ausstellhalterung 34A, eine lange Metallverbindung 36A und eine kurze Metallverbindung 38A, die jeweils mit der Haubenhalterung 500 und der Karosseriehalterung 300 über Verbindungselemente 15c wie vorstehend beschrieben gekoppelt sind. Die 29-31 zeigen eine Gasdruckfeder 700, die zwischen der Fahrzeugkarosserie 11 und der Haubenhalterung 500 verbunden ist, während das Stellglied 50 in mehreren Ansichten ebenfalls dargestellt ist.
Nunmehr bezugnehmend auf 37 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer Komponente für ein Scharnier 800 dargestellt, das die Schritte des Bildens, beispielsweise durch Formen, mindestens einer ersten Struktur, wie beispielsweise einer ersten Anordnungsstruktur, mit einer ersten Festigkeit, wie beispielsweise einer ersten spezifischen Festigkeit und/oder Festigkeitssteifigkeit, aufweist, und ausgebildet ist, um jeweils mindestens eine Öffnung zur Aufnahme eines Befestigungselements zu begrenzen, um die Komponente an einem einer Fahrzeughaube, einer Fahrzeugkarosserie und einer anderen Scharnierkomponente 802 zu befestigen, und Bilden, wie beispielsweise durch Formen, einer zweiten Struktur, wie beispielsweise einer zweiten Anordnungsstruktur, mit einer zweiten Festigkeit, die niedriger als die erste Festigkeit ist, und ausgebildet, um mit mindestens einem Abschnitt der ersten Struktur 804 zu verbinden. Die erste und die zweite Struktur können gleichzeitig als Teil eines Spritzgießprozesses gebildet werden, indem geschmolzenes elastomeres Material, wie beispielsweise Kunststoff, unter Verwendung von Spritzgießtechniken oder einer Drucktechnik, wie beispielsweise der additiven Herstellung, in eine Form eingespritzt wird, wobei in diesem Fall geschmolzener Kunststoff oder Metall gedruckt werden kann, um die hierin beschriebenen Strukturen zu bilden. Das Verfahren kann ferner den Schritt des Bildens einer planaren Struktur aufweisen, die die erste Struktur und die zweite Struktur verbindet. Das Verfahren kann ferner den Schritt des Bildens der ersten Matrixstruktur als erste Struktur und des Bildens der zweiten Matrixstruktur als zweite Struktur aufweisen. Das Verfahren kann ferner den Schritt des Bildens der ersten Anordnungsstruktur mit einer Anzahl von Rippen aufweisen, die sich radial von der Öffnung weg erstrecken. Das Verfahren kann ferner den Schritt des Bildens der zweiten Anordnungsstruktur mit einer Anzahl von verschachtelten Zellen, wie beispielsweise verschachtelten Wabenzellen, aufweisen. Das Verfahren kann ferner den Schritt des Vorsehens eines Metalleinsatzes aufweisen, der die Öffnung umgibt.
Nun bezugnehmend auf 38 ist gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform ein Verfahren zum Herstellen einer Komponente für ein Scharnier zum Koppeln einer Haube mit einer Karosserie eines Fahrzeugs 900 vorgesehen, einschließlich der Schritte des Bildens, wie beispielsweise durch Formen, eines Körpers mit mindestens einer ersten Anordnungsstruktur, die jeweils eine Öffnung zur Aufnahme eines Befestigungselements zum Befestigen der Komponente an einem der Haube, der Karosserie und einer weitere Komponente für ein Scharnier 902 begrenzt, und Bilden, wie beispielsweise durch Formen, einer zweiten Anordnungsstruktur, die ausgebildet ist, um die ersten Anordnungsstrukturen 904 zu verbinden, und Bilden, wie beispielsweise durch Formen, einer planaren Struktur, die die erste Anordnungsstruktur mit der zweiten Anordnungsstruktur 906 verbindet.
Nun bezugnehmend auf 39 wird in Übereinstimmung mit einem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Verfahren zum Herstellen einer Komponente für ein Scharnier zum Kuppeln einer Haube mit einer Karosserie eines Fahrzeugs geschaffen, 1000, umfassend die Schritte des Stanzens eines planaren Kernkörpers mit mindestens zwei Öffnungen zur Aufnahme eines Befestigungselements, um die Komponente an einem der Haube, dem Körper und einer anderen Komponente für ein Scharnier zu befestigen, 1002, und Verbinden, wie beispielsweise durch Umspritzen, eines Kunststoffkörpers mit dem planaren Kernkörper mit mindestens einer ersten Anordnungsstruktur, die jeweils an die Öffnung zur Aufnahme eines Befestigungselements zum Befestigen der Komponente an einem der Haube, der Karosserie und einer anderen Komponente für ein Scharnier begrenzt, und einer zweiten Anordnungsstruktur, die zum Verbinden der ersten Anordnungsstrukturen ausgebildet ist, 1004. Die erste Anordnungsstruktur und die zweite Anordnungsstruktur können sich quer zur Komponente erstrecken, um dem Scharnier Steifigkeit zu verleihen.
Die hier verwendete Terminologie wird nur zum Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele verwendet und ist nicht als beschränkend beabsichtigt. Die hier benutzten Singularformen „ein, einer, eine“ und „der, die, das“ können beabsichtigen, die Pluralformen ebenfalls zu umfassen, sofern der Kontext dies nicht anders angibt. Die Ausdrücke „aufweisen“, „aufweisend“, „einschließen“ und „mit“ sind inklusiv und geben somit das Vorhandensein der genannten Merkmale, Punkte, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Komponenten an, schließen aber die Anwesenheit oder den Zusatz von einem oder mehreren Merkmalen, Punkten, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht aus. Die hier beschriebenen Verfahrensschritte, Prozesse und Vorgänge sind nicht so anzusehen, dass sie notwendigerweise ihre Durchführung in der bestimmten diskutierten oder dargestellten Reihenfolge erfordern, sofern dies nicht als eine Reihenfolge von Durchführungen angegeben ist. Es soll auch so verstanden werden, dass zusätzliche oder alternative Schritte eingesetzt werden können.
Wenn ein Element oder eine Schicht als „auf“, „in Eingriff mit“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt an“ ein anderes Element oder eine andere Schicht bezeichnet wird, kann es direkt auf, in Eingriff mit, verbunden mit oder gekoppelt zu dem anderen Element oder der Schicht sein, oder zwischengefügte Elemente oder Schichten können vorhanden sein. Wenn demgegenüber ein Element als „direkt auf“, „direkt in Eingriff mit“, „direkt verbunden mit“ oder „direkt gekoppelt mit“ einem anderen Element oder eine Schicht bezeichnet wird, sollen keine zwischengefügten Elemente oder Schichten vorhanden sein. Andere Wörter zur Beschreibung der Beziehungen zwischen Elementen sollen in gleicher Weise interpretiert werden (d.h. „zwischen“ gegenüber „direkt zwischen“, „angrenzend“ gegenüber „direkt angrenzend“ etc.). Wie hier verwendet, umfasst der Ausdruck „und/oder“ jede und alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten aufgelisteten Punkte.
Obwohl die Ausdrücke erster, zweiter, dritter etc. hier verwendet werden können, um verschiedene Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte zu bezeichnen, sollen diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte durch diese Ausdrücke nicht als beschränkend angesehen werden. Diese Ausdrücke können nur verwendet werden, um ein Element, Komponente, Bereich, Schicht oder Abschnitt von einem anderen Bereich, Schicht oder Abschnitt zu unterscheiden. Ausdrücke wie „erster“, „zweiter“ und andere hier verwendete numerische Ausdrücke implizieren nicht eine Folge oder Reihenfolge, sofern dies nicht klar durch den Kontext angegeben ist. Somit kann ein erstes Element, Komponente, Bereich, Schicht oder Abschnitt, der später beschrieben wird, als ein zweites Element, Komponente, Bereich, Schicht oder Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der Ausführungsbeispiele abzuweichen.
Räumlich relative Ausdrücke so wie „innen“, „außen“, „unterhalb“, „unten“, „tiefer“, „oberhalb“, „oberhalb“ und dergleichen können hier zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem anderen Element (Elementen) oder Merkmal (Merkmalen) zu beschreiben, das in den Figuren dargestellt ist. Räumlich relative Ausdrücke können beabsichtigt sein, um unterschiedliche Orientierungen der Vorrichtung in der Verwendung oder dem Betrieb zusätzlich zu den Orientierungen, die in den Figuren gezeigt sind, zu umfassen. Falls beispielsweise eine Figur umgedreht wird, sind Elemente, die als „unterhalb“ oder „unter“ anderen Elementen oder Merkmalen bezeichnet wurden, dann „über“ den anderen Elementen oder Merkmalen orientiert. Somit kann das Beispiel des Ausdrucks „unter“ sowohl eine Orientierung über als auch unter umfassen. Die Vorrichtung kann in anderer Weise orientiert sein (um 90 Grad gedreht oder in anderen Orientierungen), und die räumlich relativen Beschreibungen, die hier verwendet werden, sind entsprechend zu interpretieren.
Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen wurde zur Veranschaulichung und Beschreibung zur Verfügung gestellt. Es ist nicht beabsichtigt, vollständig zu sein oder die Offenlegung einzuschränken. Der Begriff „Kunststoff“ umfasst alle nichtmetallischen Materialien, die geformt werden können. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind im Allgemeinen nicht auf diese bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern sind gegebenenfalls austauschbar und können in einer ausgewählten Ausführungsform verwendet werden, auch wenn sie nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben sind. Das Gleiche kann auch in vielerlei Hinsicht variiert werden. Solche Abweichungen sind nicht als Abweichung von der Offenbarung zu betrachten, und alle diese Änderungen sollen in den Umfang der Offenbarung einbezogen werden.
Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen wurde zur Veranschaulichung und Beschreibung zur Verfügung gestellt. Es ist nicht beabsichtigt, vollständig zu sein oder die Offenlegung einzuschränken. Einzelne Elemente, Baugruppen/Unterbaugruppen oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind im Allgemeinen nicht auf diese bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern sind gegebenenfalls austauschbar und können in einer ausgewählten Ausführungsform verwendet werden, auch wenn sie nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben sind. So können beispielsweise die verschiedenen hierin beschriebenen Schamierbestandteile jeweils mit den Lehren der verschiedenen Ausführungsformen versehen werden, wie sie beispielsweise mit einer oder mehreren Anordnungsstrukturen, mit metallischen Verstärkungseinsätzen oder Hülsen, die Öffnungen umgeben, mit Metall oder anderen planaren Kernen versehen werden können, und im Allgemeinen Scharnierkomponenten, die mit einer planaren Struktur mit sich nicht in der Ebene erstreckenden Strukturen mit unterschiedlichen Dichten entlang der planaren Struktur versehen sind, um Festigkeit und Steifigkeit an Abschnitten der Scharnierkomponente bereitzustellen, die einer höheren Belastung ausgesetzt sind, wie beispielsweise etwa Öffnungen zur Aufnahme von Befestigungselementen, und Gewichtsreduzierung durch nicht in der Ebene verlaufende Strukturdichte für Abschnitte der Schamierkomponente, die nicht einer geringeren Belastung ausgesetzt oder ausgesetzt sind. Das Gleiche kann auch in vielerlei Hinsicht variiert werden. Solche Abweichungen sind nicht als Abweichung von der Offenbarung zu betrachten, und alle diese Änderungen sollen in den Umfang der Offenbarung einbezogen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62683818 [0001]
US 8544590 [0006]

Claims

Scharnier (14) mit: einer Haubenhalterung (32) zur Befestigung an einer Fahrzeughaube (10); und einer Karosseriehalterung (30) zur Befestigung an einer Fahrzeugkarosserie (11); wobei mindestens eine der Karosseriehalterung (30) und der Haubenhalterung (32) eine Verbundkomponente mit einem Kunststoffkörperabschnitt (204, 302) ist.
Scharnier nach Anspruch 1, wobei mindestens einer der Karosseriehalterung (30) und der Haubenhalterung (32) aus einem Kunststoffmaterial ist und eine Fläche (317) aufweist, die eine Anordnung von Zellen (306) zur Schaffung von Festigkeit und Steifigkeit für den Kunststoffkörperabschnitt (204, 302) aufweist.
Scharnier nach Anspruch 2, worin die Anordnung von Zellen (306) eine erste Unteranordnung von Zellen (307) umfasst, die vorgesehen ist, um eine Öffnung (33) zu umgeben, die in einer der Karosseriehalterung (30) und der Haubenhalterung (32) zur Aufnahme eines Befestigungselements (15) ausgebildet ist.
Scharnier nach Anspruch 3, worin die Anordnung von Zellen (306) ferner eine zweite Unteranordnung von Zellen (307) umfasst, die mit mindestens einem Abschnitt der ersten Unteranordnung von Zellen (307) verbunden ist.
Scharnier nach Anspruch 4 mit ferner einer Schnittstellenstruktur (313), die die erste Unteranordnung von Zellen (307) mit der zweiten Unteranordnung von Zellen (309) verbindet.
Scharnier nach Anspruch 4 oder 5 mit mindestens zwei ersten Unteranordnungen von Zellen (307), die jeweils eine von mindestens zwei Öffnungen (33) umgeben, die in einer der Karosseriehalterung (30) und der Haubenhalterung (32) zur Aufnahme eines Befestigungselements (15) ausgebildet sind, wobei die zweite Untergruppe von Zellen (309) in Verbindung mit der ersten Unteranordnung von Zellen (307) steht.
Scharnier nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die erste Unteranordnung von Zellen (307) eine Anzahl von Verstärkungsrippen (31) umfasst, die sich radial von der Öffnung weg erstrecken, und die zweite Unteranordnung (309) von Zellen eine Anzahl von Verstärkungsrippen (306a) umfasst, die eine Anordnung von verschachtelten Zellen bilden.
Scharnier nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei mindestens einer der Karosseriehalter (30) und der Haubenhalterung (32) ferner eine planare Struktur (301) umfasst, wobei sich die Anordnung der Zellen (306) von der planaren Struktur (301) weg erstreckt.
Scharnier nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei die erste Unteranordnung von Zellen (307) mit einem Metallträgereinsatz (304) verbunden ist, der die Öffnung (33) umgibt.
Scharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit ferner mindestens einer rohrförmige Hülse (505), die eine integrierte Buchsenbohrung (308) definiert, die in den Kunststoffkörperabschnitt (204, 302) eingegossen ist, um ein Befestigungselement (15) aufzunehmen, das in einer anderen Öffnung (33) drehbar ist.