-
Diese Offenbarung betrifft Montagekonstruktionen für Außenspiegel, die an Fahrzeugtüren angebracht sind.
-
Für den Ort der Montage eines Fahrzeug-Außenspiegels sind häufig mehrere, konkurrierende Faktoren zu berücksichtigen. Ästhetik, Fahrersicht, Lärm- und Vibrationsmanagement spielen jeweils eine Rolle. Zur Bereitstellung einer optimalen Sicht befindet sich die reflektierende Fläche des Spiegels relativ zum Sichtfeld des Fahrers. Dieser Ort ist gewöhnlich oberhalb der Gürtellinie des Fahrzeugs und in der Nähe eines vorderen Teils des Fensterrahmens der Vordertür des Fahrzeugs.
-
Die Position der reflektierenden Fläche des Seitenspiegels schränkt die Möglichkeiten zur Positionierung der Montageteile des Spiegels an der Türanordnung ein. Eine Möglichkeit besteht darin, die Montagekonstruktion der Seitenspiegelanordnung an einer Dreieckfläche der Tür anzubringen. Bei einer Betrachtung von der Seite ist diese Fläche oft dreieckig. Die Dreieckform verursacht Platzbeschränkungen in Bezug auf den für Montageteile des Spiegels verfügbaren Raum. Ein oder mehrere Türbleche können mit einer Formation oder Vertiefung versehen sein, sodass eine flache Oberfläche gebildet wird, die für die Aufnahme der von einer Gewindeverbindung der Montagekonstruktion des Spiegels ausgehenden Spannkraft geeignet ist. Bei flachen Konfigurationen kann die Steifigkeit vermindert sein, und flache Konfigurationen können aufgrund der vom montierten Spiegel ausgehenden Lasten zu Verbiegungen neigen. In einigen Konfigurationen treffen für die Aufnahme von Spiegelmontagepunkten mehrere Bleche zusammen, was zu einer lokalen Verminderung der Querschnittsfläche und Festigkeit der Tür führt.
-
Alternativ können auch in sekundären Blechen große Durchgangslöcher ausgeformt sein, die ein zuverlässiges Festspannen des Spiegels an einem flachen Teil eines primären Blechs ermöglichen. Dieses Festspannen an einem Blech ermöglicht eine gewünschte Querschnittsfläche, das zur Aufnahme des Spiegels erforderliche große Durchgangsloch kann jedoch auch zur einer Verringerung der Festigkeit des Türrahmens in der Nähe des Montageortes führen. Werden Montageteile des Spiegels lediglich an einem einzigen Blech gesichert, kann dies zu einer suboptimalen Punktsteifigkeit führen.
-
Bei der Nutzung des Fahrzeugs können auf einen Außenspiegel viele verschiedene Lasten einwirken. Beispielsweise können Fahrzeugfahrweisen und Türzuschlagen zu unterschiedlichen Lasten am Spiegel führen. Zur Vermeidung übermäßiger Bewegungen oder Vibrationen des Außenspiegels aufgrund unterschiedlicher Lasten ist eine ausreichende Steifigkeit der Montagekonstruktion erforderlich. Der Einsatz schwerer Verstärkungsbleche kann erforderlich sein, um die Türkonstruktion so zu verstärken, dass Vibrationen des Spiegels verringert werden. In einigen Fällen muss auch die Gesamtdicke von einem oder mehreren Türblechen erhöht werden, um die erforderliche Steifigkeit der Montagekonstruktion zu erreichen.
-
Ziel dieser Offenbarung ist eine Beseitigung der vorstehend beschriebenen und weiterer Probleme entsprechend der nachfolgenden Kurzdarstellung.
-
Entsprechend einem Aspekt dieser Offenbarung enthält eine Fahrzeugtüranordnung ein Innenblech und ein am Innenblech angebrachtes Außenblech, sodass ein Hohlraum definiert wird, der um einen Fensterrahmen verläuft. Die Türanordnung definiert Spiegelmontagelöcher und mehrere Flansche, die jeweils einen Innendurchmesser definieren und in dem Hohlraum angeordnet sind. Darüber hinaus enthält die Türanordnung eine Spiegelanordnung mit mehreren Befestigungselementen, die sich durch die Innendurchmesser der Flansche erstrecken und die Spiegelanordnung an der Türanordnung sichern.
-
Entsprechend einem weiteren Aspekt dieser Offenbarung definiert eine Türkonstruktion eine Gürtellinie, die eine Fensteröffnung von einem unteren Teil der Tür trennt. Die Türkonstruktion enthält ein Außenblech, das in einem vorderen Teil des Blechs oberhalb der Gürtellinie eine Spiegeldreieckfläche definiert. Die Türkonstruktion enthält außerdem ein Innenblech, das an mehreren Stellen mit dem Außenblech verbunden ist und dessen Umfangsform mit dem Außenblech übereinstimmt. Mindestens ein Flansch ist in einem seitlichen Spalt fixiert, der zwischen dem Außenblech und dem Innenblech in der Spiegeldreieckfläche definiert wird. Der Flansch ist dazu ausgelegt, einen Gewindebolzen eines Außenspiegels aufzunehmen, der durch das Außenblech, den Flansch und das Innenblech nach innen vorragt.
-
Entsprechend einem weiteren Aspekt dieser Offenbarung beinhaltet eine Türanordnung eine Türkonstruktion mit einem Innenblech und einem Außenblech, die eine Gürtellinie und an einer vorderen Stelle über der Gürtellinie eine Dreieckfläche definieren. Mehrere Flansche sind in einem Spalt zwischen dem Innenblech und dem Außenblech auf der Dreieckfläche fixiert. Darüber hinaus enthält die Türanordnung eine Spiegelanordnung mit mehreren Befestigungselementen, die mit einem Gewinde versehen sind und jeweils durch einen Flansch vorragen, um den Spiegel an der Türkonstruktion zu halten.
-
Die vorstehenden und weitere Aspekte dieser Offenbarung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
-
1 ist ein Seitenaufriss der Außenseite einer Fahrzeugtüranordnung.
-
2 ist eine fragmentarische perspektivische Außenansicht eines Türinnenblechs mit Montageflanschen.
-
3 ist ein Querschnitt durch eine Außenspiegel-Montagekonstruktion entlang einer Linie 3-3 der 2.
-
4 ist ein Kräftediagramm eines Beispiels einer Außenspiegelhalterung, die entsprechend dem Stand der Technik befestigt wurde.
-
5 ist ein Kräftediagramm einer befestigten Außenspiegelhalterung, enthaltend einen Montageflansch.
-
Nachfolgend werden die dargestellten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen offenbart. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sein sollen, die verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Die speziellen strukturellen und funktionalen Details, die hier offenbart werden, sollen nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, sodass einem Fachmann deutlich wird, wie die offenbarten Konzepte umzusetzen sind.
-
1 ist eine Seitenansicht der Außenseite einer Fahrzeugtüranordnung 50, die entsprechend mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung hergestellt wurde. Die Türanordnung umfasst ein unteres Außenblech 52 und ein oberes Außenblech 54. Ein unteres Innenblech 62 und ein oberes Innenblech 64 sind mit den Außenblechen 52 bzw. 54 zusammengefügt. Das untere Innenblech 62 und das obere Innenblech 64 sind in der Nähe einer Gürtellinie 56 des Fahrzeugs, die einen oberen Teil (die Fensterfläche) und einen unteren Teil des Fahrzeugs voneinander trennt, miteinander verbunden. Die Gürtellinie 56 teilt die Türanordnung 50 und trennt die Fensteröffnung 58 vom unteren Teil 60 der Tür. Die vier Bleche sind darüber hinaus an mehreren Stellen miteinander verbunden, darunter auch an Stellen entlang dem Umfang der Türanordnung 50. Die Hauptbleche sind zu einer Grundkonstruktion der Tür montiert. Alternativ können das untere Innenblech 62 und das obere Innenblech 64 oder das untere Außenblech 52 und das obere Außenblech 54 auch durch ein einziges Innenblech oder Außenblech gebildet werden.
-
Die Innenbleche und Außenbleche sind am Umfang miteinander verbunden, sodass zwischen ihnen Hohlräume entstehen. In einem ersten Hohlraum zwischen dem unteren Außenblech 52 und dem unteren Innenblech 62 sind Fenstermechanismen, Teile der Türverriegelung und weitere Türkomponenten untergebracht. Ein zweiter Hohlraum wird über der Gürtellinie 56 durch das obere Innenblech 64 und das obere Außenblech 54 definiert. Der zweite Hohlraum über der Fahrzeuggürtellinie 56 ist im Vergleich zu dem Hohlraum unter der Gürtellinie 56 erheblich kleiner, was auf die Konfiguration des oberen Türrahmens 66 zurückzuführen ist. Der Türrahmen 66, einschließlich des zweiten Hohlraums, verläuft um die Fensteröffnung 58 herum. Allgemein hat der Türrahmen 66 eine annähernd röhrenförmige Struktur mit einem hohlen Querschnitt. Die maximalen Biege- und Torsionslasten, denen die röhrenförmige Struktur widerstehen muss, sind jeweils eine Funktion der Abmessungen der Querschnittsfläche. Die Steifigkeit des oberen Türrahmens 66 kann durch Erhaltung eines kontinuierlichen geschlossenen Abschnitts und Minimierung von belastungssteigernden Faktoren im Zusammenhang mit großen Oberflächenformationen und Löchern verbessert werden.
-
Eine Fläche zur Aufnahme eines Außenspiegels befindet sich in einer vorderen Türdreieckregion 68 der Türanordnung 50. Durch die Türanordnung 50 verlaufen Montagelöcher 70, die Montageelemente zur Befestigung eines Außenspiegels aufnehmen können. Die Montageelemente können Befestigungselemente umfassen, die ausgehend von einer Innenfläche des Außenspiegels vorragen. In einem Beispiel ist der Spiegel mit Gewindebolzen versehen, die durch die Türanordnung vorragen und auf der gegenüberliegenden Seite der Türanordnung 50 von entsprechenden Befestigungsmuttern mit Gewinde gehalten werden. Dabei wird an jedem Montageort auf jeden Gewindebolzen des Spiegels eine Befestigungsmutter aufgedreht, wodurch Gewindeverbindungen entstehen. Durch die Gewindeverbindungen wird es möglich, dass eine Spannkraft quer über das obere Außenblech 54 und das obere Innenblech 64 wirkt. Die Leistung und die Lebensdauer der Gewindeverbindungen werden durch die Starrheit der Türoberflächen beeinflusst, die durch die Gewindeverbindungen festgespannt sind. Bei einer besonders starren Oberfläche wird zu einer Relaxation und zu einem Verlust der Spannkraft führendes Durchbiegen vermieden. Auch eine unzureichende lokale Steifigkeit der tragenden Türkonstruktion an den Montageteilen des Spiegels kann dazu führen, dass die Fahrzeugbetriebslasten eine übermäßig starke Vibration der Spiegelkonstruktion verursachen.
-
2 ist eine perspektivische Außenansicht der Spiegeldreieckregion der Türanordnung 50, wobei das obere Außenblech 54 zu Darstellungszwecken entfernt wurde. Es sind mehrere Flansche 84 vorgesehen, die mit jedem Spiegelmontageloch 70 im oberen Innenblech 64 übereinstimmen. Jeder Flansch 84 definiert einen Innendurchmesser 86. Die Flansche 84 sind so auf die Montagelöcher 70 ausgerichtet, dass jeweils ein Innendurchmesser 86 eines Flanschs 84 in einer koaxialen Beziehung zu einem Loch steht. Die Flansche 84 sind strukturell, und ihre Länge entspricht jeweils einem seitlichen Spalt des zweiten Hohlraums zwischen dem oberen Innenblech 64 und dem oberen Außenblech 54. Die Flansche 84 können vor der kompletten Montage der Tür 50 entweder am Außenblech 54 oder am Innenblech 64 vormontiert werden. Während der Konstruktion der Türanordnung 50 wird die Breite des seitlichen Spaltes zwischen den Blechen durch die Flansche 84 bestimmt. Die Flansche können am oberen Außenblech 54 oder am oberen Innenblech 64 fixiert werden, beispielsweise durch Schweißen, und an dem anderen Blech anliegen. Zwar sind die Flansche als zylinder- oder röhrenförmig dargestellt, doch können entsprechend der vorliegenden Offenbarung auch alternative Formen geeignet sein.
-
3 ist ein Querschnitt durch ein montiertes Fahrzeugtürsystem entlang einer Linie 3-3 der 2. Jeder Flansch 84 weist eine Länge auf, die mit einem Abstand „d“ zwischen dem Außenblech 54 und dem Innenblech 64 übereinstimmt. Die Flansche 84 sind im Hohlraum des Türrahmens 66 fixiert. Gewindebolzen 74 eines Außenspiegels 78 können mindestens um den Abstand „d“ verlängert werden, sodass sie sich über den seitlichen Spalt hinweg erstrecken und in beide Bleche eingreifen. In einem Beispiel sind die Flansche 84 etwa 10 mm lang. Auch alternative Längen können genutzt werden, um die Tiefe des Querschnitts an den Spiegelmontagepunkten weiter zu erhöhen. Die mit einem Gewinde versehenen Befestigungsmuttern 76 sind an den Bolzen 74 auf der gegenüberliegenden Seite des Türrahmens 66 fixiert und übertragen über die Gewindeverbindung eine Spannkraft. Die Wände der Flansche 84 sind ausreichend dick, um bei einem Ausgesetztsein gegenüber der durch die Gewindeverbindung angelegten Druckspannkraft ein Verbiegen oder eine nennenswerte Verformung zu vermeiden. Durch die Flansche 84 entsteht an jeder Gewindeverbindung ein lokaler Hülsenabschnitt, der jeden Montagepunkt zusätzlich lokal versteift.
-
Weiterhin Bezug nehmend auf 3, ermöglichen die Flansche 84, dass die Querschnittsfläche des Türrahmens 66 an allen Montagepunkten im Wesentlichen erhalten bleibt. Im Vergleich zu einer Türanordnung mit einer großen Formation, einer Vertiefung oder einem Durchgangsloch trägt die vergrößerte Fläche des Türrahmens 66, wie oben erläutert, zu einer größeren Steifigkeit des Rahmens bei. Durch die Montageflansche werden durch große Löcher oder Formationen in einem oder mehreren Türblechen zur Aufnahme der Gewindeverbindung entstehende Schwachpunkte vermieden. Durch die verbesserte Struktur der vorliegenden Offenbarung kann die Notwendigkeit eines separaten Spiegelverstärkungsteils zum Bereitstellen einer adäquaten lokalen Montagesteifigkeit der Spiegeldreieckfläche erheblich verringert oder umgangen werden. Die Flansche 84 können auch dazu dienen, selbst bei Verwendung dünnerer Bleche eine äquivalente Steifigkeit zu erreichen, und ermöglichen so eine Reduzierung des Fahrzeuggewichts. Beispielsweise können sowohl das obere Außenblech 54 als auch das obere Innenblech 62 aus Stanzstahl mit einer jeweiligen Blechdicke von kleiner gleich etwa 0,7 mm hergestellt sein. Auch alternative Blechmaterialien und Formgebungsverfahren können für die offenbarte Spiegelmontagekonfiguration verwendet werden. Die offenbarten Spiegelmontagekonfigurationen können auch die Verwendung anderer in der Fahrzeugtürkonstruktion verwendeter Strukturmaterialien ermöglichen, beispielsweise Aluminium, Magnesium und Kunststoff.
-
Durch die vorliegende Türkonstruktion bleibt die Querschnittsfläche des Türrahmens an den Spiegelmontagepunkten erhalten, und es wird ein starrer Spannmechanismus für die Spiegelmontage bereitgestellt. Darüber hinaus können auch vergrößerte Längsabstände zwischen den Montageteilen des Spiegels erreicht werden. Außerdem kann auf der Dreiecksfläche zusätzlicher Platz zur Verfügung stehen, denn auf Übergangsflächen, die Platz einnehmen, kann verzichtet werden. Durch die Umsetzung von Aspekten der vorliegenden Offenbarung zur Maximierung des Abstands zwischen den einzelnen Montageteilen des Spiegels innerhalb des Bereichs des Türspiegeldreiecks kann eine größere Flexibilität beim Packaging erreicht werden.
-
Bezug nehmend auf 4 stellt ein Kräftediagramm die Reaktionskräfte an einem Beispiel einer nach dem Stand der Technik befestigten Spiegelhalterung dar. Am Montageort der Komponenten kontaktieren zwei Türbleche einander flächig. Beispielhaft wirkt eine eine von einer Montagekomponente ausgehende Betriebslast darstellende Kraft „F“ in einem Abstand „c“ zur Montagefläche. An den Kontaktstellen der Gewindeverbindung entstehen im Türblech Reaktionskräfte. Die Reaktionskräfte treten mit Abständen „a“ bzw. „b“ zu einer Mittellinie der Montagekonfiguration versetzt auf. Ähnlich geht von der Tür ein reaktives Moment „M1“ aus, das einen Widerstand zur Kraft „F“ bildet.
-
Bezug nehmend auf 5 stellt ein Kräftediagramm eine Gewindeverbindung entsprechend der vorliegenden Offenbarung dar. Die Verbindung umfasst einen Flansch 84 mit einer Länge „d“, der unter Druck zwischen zwei Blechen innerhalb der Gewindeverbindung eingeschlossen ist. Auch hier wirkt die gleiche Beispielkraft „F“ wie oben im selben Abstand „c“ zur Montagefläche. Allerdings konnte in der Konfiguration der vorliegenden Offenbarung im Vergleich zu der in der 4 dargestellten Konfiguration entsprechend dem Stand der Technik die Größenordnung der Reaktionskräfte verringert werden. Durch vergrößerte Abstände der Kontaktpunkte relativ zu einer Drehachse des angelegten Drehmoments „M2“ reduziert sich die Größenordnung der erforderlichen Reaktionskräfte. Auf die Tür wirken geringere Lasten, selbst wenn auf die Verbindung ein vergleichbares Moment wirkt. Durch den erhöhten Abstand der Reaktionspunkte erhöht sich der Widerstand gegenüber den von den Komponentenkräften ausgehenden Lasten.
-
Durch die Erhöhung der Steifigkeit und die effiziente Nutzung der Form des Türrahmens selbst können dünnere Materialien verwendet werden, was Kosten und Gewicht spart. Die mit zusätzlichen Flanschen und Gewindebolzen verbundenen Kosten- und Gewichtssteigerungen können im Vergleich zu einer Erhöhung der Gesamtdicke des Blechs geringer sein. Weitere Kosteneinsparungen und eine Verringerung der Montageschritte können durch den Verzicht auf ein separates Stanzteil zur Verstärkung der Spiegelmontagekonstruktion erreicht werden. Separate gestanzte Verstärkungen haben häufig komplexe Formen, die den Umgebungsbereichen der Türanordnung entsprechen und deren Anpassung im Verlauf der Konstruktion der Tür mit weiteren Herausforderungen verbunden ist. Strukturelle Flansche, die innerhalb der Gewindeverbindung eingeschlossen sind, können Kosteneinsparungen ermöglichen und die Komplexität verringern, da ein Standardteil mit einer einfachen zylindrischen Form in Massenfertigung hergestellt werden kann.
-
Obwohl beispielhaft drei Montagepunkte dargestellt sind, können auch andere Quantitäten und Anordnungen von Befestigungselementen geeignet sein, einen Außenspiegel an einer Türanordnung zu halten. Bei den in der dargestellten Ausführungsform mit einem Außengewinde versehenen Elementen handelt es sich um Bolzen am Spiegel, die von den mit einem Innengewinde versehenen Sicherungsmuttern aufgenommen werden. Diese Konfiguration kann jedoch so umgekehrt werden, dass ein Element mit einem Außengewinde, beispielsweise eine Schraube, von der Innenseite des Fahrzeugs in ein mit Innengewinde versehenes Element des Spiegels eingedreht werden kann.
-
Bei den vorstehenden beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich um konkrete Beispiele, durch die nicht alle möglichen Formen der Offenbarung beschrieben werden. Die Merkmale der dargestellten Ausführungsformen können zu weiteren Ausführungsformen der offengelegten Konzepte miteinander kombiniert werden. Die in der Beschreibung verwendeten Wörter haben einen beschreibenden und keinen einschränkenden Charakter. Der Schutzumfang der folgenden Ansprüche ist breiter als die konkret offenbarten Ausführungsformen und schließt auch Modifikationen der dargestellten Ausführungsformen ein.
