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Die Erfindung betrifft eine Befestigungseinrichtung für ein Fahrzeug mit einer Elektronikkomponente.
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Elektrische oder elektronische Komponenten, wie bspw. Steuergeräte werden immer häufiger in Fahrzeugen verbaut. Diese haben in der Regel ein kompliziertes Innenleben mit Transistoren, Thyristoren, Kondensatoren, Integrierte Schaltkreisen (IC) etc., die nur eine bestimmte Beschleunigung ertragen können. Für elektrische Bauteile, die nach dem Crash noch funktionstüchtig sein müssen, um z.B. einen Emergency-Call abzusetzen, können die hohen Beschleunigen während eines Unfalls zu einer Zerstörung führen, so dass die Funktion nicht mehr aufrecht erhalten werden kann.
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Aus dem Stand der Technik, bspw. der
DE 197 01 504 A1 ist es bekannt, Steuergeräte für Fahrzeuge im Fahrzeug fahrzeugfest zu verbauen.
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Ein Notruf (Emergency-Call) wird mittels eines sogenannten Connectivity-Moduls automatisch bis zu 1 Stunde nach einem Unfall abgesetzt. Daher muss eine solche Elektronikkomponente einen Crash unbeschadet überstehen. Bei einer fahrzeugfest verbauten Elektronikkomponente, bspw. einem Steuergerät ist es nicht auszuschließen, dass dieses bei durch einen Crash erzeugten hohen Beschleunigungen zerstört wird.
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Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Befestigungseinrichtung für eine Elektronikkomponente in einem Fahrzeug bereitzustellen, die einen möglichst effizienten und kostengünstigen Schutz der Elektronikkomponente bei hohen Beschleunigungen, die insbesondere bei einem Aufprallunfall entstehen, ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Befestigungseinrichtung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Eine solche erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung für ein Fahrzeug umfasst
- - eine Elektronikkomponente,
- - eine fahrzeugfeste Führungsanordnung, mittels welcher die Elektronikkomponente relativ zu dem Fahrzeug beweglich gelagert ist, und
- - ein Kopplungsmittel, welches eingerichtet ist, die Elektronikkomponente mit einer Fahrzeugstruktur des Fahrzeugs elastisch zu koppeln.
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Durch die Verschiebbarkeit der Elektronikkomponente relativ zu dem Fahrzeug mittels der fahrzeugfest verbauten Führungsanordnung kann die bei einem Crash auftretende Beschleunigung deutlich reduziert werden. So wird die bei einem Crash abzubauende Energie zumindest zum Teil in eine Verschiebung umgewandelt, d. h. ein Teil der auf die Elektronikkomponente wirkende Beschleunigungskraft wird durch deren Verschiebung in kinetische Energie gewandelt und zumindest teilweise durch Reibung abgebaut.
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Die hohen Beschleunigungen werden durch die Ausweichbewegung der Elektronikkomponente reduziert, wodurch eine Überlastung derselben während eines Crashfalles vermieden und damit deren Funktion erhalten bleibt.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung mit geringem Materialeinsatz und damit kostengünstig realisierbar ist.
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Vorzugsweise ist das Kopplungsmittel als Federelement, bspw. als mechanische Druck- oder Zugfeder oder als Luftfeder ausgebildet.
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Mit einem Dämpfungselement, welches ausgebildet ist, die Bewegung der Elektronikkomponente relativ zu dem Fahrzeug zu dämpfen, kann ein Schwingen nach dem Auftreten hoher Beschleunigungen reduziert zumindest reduziert werden. Als Kopplungsmittel kann das Federelement zusammen mit dem Dämpfungselement als Feder-Dämpfersystem realisiert werden. Auch ein Schwingungsdämpfer kann als Dämpfungselement eingesetzt werden. Schließlich kann auch die zwischen der Elektronikkomponente und der Führungsanordnung auftretende Reibungskraft als Dämpfung der Schwingungen der Elektronikkomponente verwendet werden.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Führungsanordnung mit zumindest einer Führungsschiene und einem Gleitstück ausgebildet ist, wobei die Führungsschiene mit der Fahrzeugstruktur verbunden ist und die Elektronikkomponente mit dem Gleitstück ausgebildet ist. Eines solche Führungsanordnung ist konstruktiv einfach und damit kostengünstig herstellbar.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn ein Anschlagelement zwischen einem frontseitigen und/oder heckseitigen Bereich des Fahrzeugs und der Elektronikkomponente angeordnet ist, um die Bewegung der Elektronikkomponente zu beschränken.
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Nach einer letzten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Elektronikkomponente mittels der Führungsanordnung in einer Längsrichtung des Fahrzeugs beweglich gelagert.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Ausführungsform einer Befestigungseinrichtung zur elastischen Kopplung einer Elektronikkomponente mit einer Fahrzeugstruktur eines Fahrzeugs,
- 2 eine schematische Darstellung eines Heckteils eines Fahrzeugs mit einer Ausführungsform einer Befestigungseinrichtung zur elastischen Kopplung einer Elektronikkomponente mit einer Fahrzeugstruktur des Fahrzeugs,
- 3 eine Schnittdarstellung des Schnittes A-A gemäß 2, und
- 4 eine Schnittdarstellung des Details B gemäß 3.
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Der Aufbau einer erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung 1 wird anhand von 1 mit einem schematisch dargestellten Fahrzeug 10 erläutert. Mit dieser Befestigungseinrichtung 1 wird eine als Steuergerät ausgeführte Elektronikkomponente 2 elastisch mit einer Fahrzeugstruktur 10.1, hier die Karosserie des Fahrzeugs 10 gekoppelt. Die als Steuergerät ausgeführte Elektronikkomponente 2 ist bspw. ein Connectivity-Modul, mit welchem bis zu 1 Stunde nach einem Unfall ein Notruf automatisch abgesetzt wird. Mit dem Bezugszeichen R ist die Fahrrichtung des Fahrzeugs 10 angezeigt.
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Die Befestigungseinrichtung 1 umfasst eine Führungsanordnung 3, bestehend aus zwei in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) des Fahrzeugs 10 verlaufenden Führungsschienen 3.1, auf welchen die Elektronikkomponente 2 in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) verschiebbar gelagert ist. So ist die Elektronikkomponente 2 in Richtung eines frontseitigen Bereichs V des Fahrzeugs 10 gegen ein fahrzeugfestes Anschlagelement 6 verschiebbar sowie in Richtung eines heckseitigen Bereichs H des Fahrzeugs 10 gegen ein weiteres fahrzeugfestes Anschlagelement 6.1 verschiebbar. Die beiden Anschlagelemente 6 und 6.1 begrenzen die Bewegung der Elektronikkomponente 2 in Fahrtrichtung R und entgegen der Fahrtrichtung R.
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Außerdem weist die Befestigungseinrichtung 1 ein Kopplungsmittel 4 auf, welches als Federelement 4.1 ausgebildet ist und einerseits an dem Anschlagelement 6 und andererseits an der Elektronikkomponente 2 angebunden ist. Wirkt eine aufgrund eines Heckaufpralls erzeugte Beschleunigungskraft F1 in Fahrtrichtung R (d. h. in Fahrzeuglängsrichtung) wird die Elektronikkomponente 2 gegen die von dem Federelement 4.1 erzeugte Federkraft in Fahrtrichtung R verschoben, bis ein Gleichgewicht zwischen der durch den Heckaufprall entstehenden Krafteinwirkung auf die Elektronikkomponente 2 und der Federkraft des Federelementes 4.1 entsteht oder die Elektronikkomponente 2 auf das Anschlagelement 6 anschlägt. Dabei ist die Federkonstante des Federelementes 4.1 derart eingestellt, dass zum Zeitpunkt des Anschlagens der Elektronikkomponente 2 an dem Anschlagelement 6 die Beschleunigung der Elektronikkomponente 2 so gering ist, dass deren Funktion erhalten bleibt.
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Um Schwingungen der Elektronikkomponente 2 auf den Führungsschienen 3.1 der Führungsanordnung 3 zu dämpfen, ist ein Dämpfungselement 5 vorgesehen, welches das Anschlagelement 6 mit der Elektronikkomponente 2 verbindet.
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Bei einem Frontalaufprall wirkt die auf die Elektronikkomponente 2 einwirkende Beschleunigungskraft F2 entgegen der Fahrtrichtung R, so dass die Elektronikkomponente 2 in Richtung des heckseitigen Anschlagelementes 6.1 gegen die Federkraft des Federelementes 4.1, die nunmehr als Zugfeder wirkt, verschoben wird, bis entweder ein Gleichgewicht zwischen den auf die Elektronikkomponente 2 einwirkenden Kräften entsteht oder die Elektronikkomponente 2 an dem heckseitigen Anschlagelement 6.1 anschlägt. Für den letztgenannten Fall ist die Federkraft des Federelementes 4.1 derart eingestellt, dass zum Zeitpunkt des Anschlagens der Elektronikkomponente 2 an dem Anschlagelement 6.1 deren Beschleunigung so gering ist, dass keine Schädigung der Elektronikkomponente 2 auftreten kann.
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Auch die bei einem Frontalaufprall auftretenden Schwingungen der Elektronikkomponente 2 auf der Führungsanordnung 3 werden durch das Dämpfungselement 5 gedämpft.
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Das Federelement 4.1 und/oder das Dämpfungselement 5 können/kann auch zwischen dem heckseitigen Anschlagelement 6.1 und der Elektronikkomponente 2 angeordnet werden.
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Das Federelement 4.1 kann in einer Führungsschiene 3.1 integriert sein.
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Das Federelement 4.1 und das Dämpfungselement 5 können in einem Feder-Dämpfersystem zusammengefasst werden.
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Die Dämpfung der Bewegung der Elektronikkomponente 2 auf der Führungsanordnung 3 kann auch mit der Reibung zwischen der Elektronikkomponente 2 und den Führungsschienen 3.1 realisiert werden.
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Die 2 bis 4 zeigen eine in einem Fahrzeug 10 montierte Befestigungseinrichtung 1, die entsprechend derjenigen nach 1 aufgebaut ist.
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Nach 2 ist diese Befestigungseinrichtung 1 im heckseitigen Kofferraum des Fahrzeugs 10 fahrzeugfest mit einer Fahrzeugstruktur 10.1, hier der Fahrzeugkarosserie verbunden. Hierzu weist die Führungsanordnung 3 eine Trägerplatte 3.3 auf, welche gemäß den 2 und 3 mit einem Seitenwandblech 10.2 der Fahrzeugkarosserie im Bereich einer Radhausschale verbunden ist.
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Gemäß den 3 und 4 sind die beiden Führungsschienen 3.1 der Führungsanordnung 3 über als Schraubverbindung ausgeführte Befestigungsmittel 3.4 mit der Trägerplatte 3.3 verbunden. Anstelle der Schraubverbindung kann auch eine Nietverbindung verwendet werden.
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Die Führungsschienen 3.1 sind als Hohlprofil mit rechteckförmigem Querschnitt ausgeführt, welches mit einer Rechteckseite an der Trägerplatte 3.3 anliegt und mit derselben mittels des Befestigungsmittels 3.4 verbunden ist, während die gegenüberliegende Rechteckseite eine Führungsnut 3.5 aufweist.
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In diese Führungsnut 3.5 greift ein mit Elektronikkomponente 2 verbundenes T-förmiges Gleitstück 3.2 ein, so dass die Elektronikkomponente 2 mittels diesem Gleitstück 3.2 in der Führungsnut 3.5 verschiebbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Befestigungseinrichtung
- 2
- Elektronikkomponente
- 3
- Führungsanordnung
- 3.1
- Führungsschienen
- 3.2
- Gleitstück der Führungsschienen 3.1
- 3.3
- Trägerplatte
- 3.4
- Befestigungsmittel
- 3.5
- Führungsnut
- 4
- Kopplungsmittel
- 4.1
- Federelement
- 5
- Dämpfungselement
- 6
- Anschlagelement
- 6.1
- Anschlagelement
- 10
- Fahrzeug
- 10.1
- Fahrzeugstruktur des Fahrzeugs 10
- 10.2
- Seitenwandblech des Fahrzeugs 10
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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