DE102022119414A1

DE102022119414A1 - Verbundstruktur für hochfestes türmodul und verfahren

Info

Publication number: DE102022119414A1
Application number: DE102022119414.0A
Authority: DE
Inventors: Raymond Edward Fortin
Original assignee: Magna Closures Inc
Current assignee: Magna Closures Inc
Priority date: 2021-08-06
Filing date: 2022-08-02
Publication date: 2023-02-09
Also published as: CN115703333A; US20230041151A1

Abstract

Ein Träger eines Trägermoduls für eine Kraftfahrzeugtür und ein Verfahren zu seiner Herstellung sind vorgesehen. Der Träger umfasst einen Körper mit gegenüberliegenden Nass- und Trockenseiten, die durch einen Außenumfang begrenzt sind, der zur Befestigung an der Innenplatte ausgebildet ist, um die Öffnung im Wesentlichen zu verschließen. Der Körper besteht aus einem ersten Material mit einer ersten Dichte, wobei eine Anzahl von Hohlräumen in dem Körper vorgesehen ist. Jeder der Anzahl von Hohlräumen hat eine zweite Dichte, wobei die zweite Dichte geringer ist als die erste Dichte des ersten Materials.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Fahrzeugtür-Anordnungen und insbesondere auf Trägermodule für diese.
HINTERGRUND
Dieser Abschnitt enthält Hintergrundinformationen zur vorliegenden Offenbarung, die nicht unbedingt zum Stand der Technik gehören.
Die Automobilindustrie ist ständig bestrebt, möglichst leichte, leicht recycelbare und umweltverträgliche Werkstoffe für Bauteile zu verwenden. In einigen Fällen, z. B. wenn ein Bauteil hohen Kräften und/oder Feuchtigkeit ausgesetzt ist, kann das Bauteil aus einem relativ schweren Metall und/oder verstärktem Kunststoff bestehen. Ein solches Bauteil, das bekanntermaßen aus Metall oder verstärktem Kunststoff hergestellt wird, ist ein Träger eines Trägermoduls. Wie in 1 dargestellt, hat ein Träger 1 einen Körper 2, der aus einem allgemein leichten Kunststoffmaterial 3, wie z. B. Polypropylen (PP), geformt ist. Ein geringes Gewicht ist wünschenswert, jedoch ist das PP-Material 3 relativ schwach in Bezug auf strukturelle Unterstützung und Schlagfestigkeit, und daher werden zur Verbesserung der Festigkeit typischerweise längliche Verstärkungsglasfasern 4 eingegossen. Obwohl die Glasfasern 4 die Festigkeit des Körpers 2 erhöhen können, wenn sie vorhanden sind, begrenzen sie im Allgemeinen die beim Formen erreichbaren Formen, da die länglichen Fasern 4 nicht durch einen Formhohlraum fließen und sich nicht an den Formhohlraum anpassen können. Tatsächlich können die Glasfasern 4 im Allgemeinen nicht um scharfe Biegungen und Ecken 5 und durch relativ schmale/dünne Bereiche 6 geführt werden. Daher muss die Wandstärke des Trägers im Allgemeinen erhöht werden, und die Biegungen müssen mit abgerundeten Ecken mit größerem Radius versehen werden, damit die Glasfasern im Material und durch den Formhohlraum fließen können. Wenn die Wände relativ dünne Bereiche 6 haben, fließen die Glasfasern 4 nicht durch die verdünnten Bereiche und sammeln sich bekanntermaßen an und bilden eine Verstopfung 7, so dass die Wand frei von Glasfasern ist und in den verdünnten Bereichen 6 geschwächt wird, was in einigen Fällen zur Bildung von Löchern/Öffnungen in der Wand führt, weil der Fluss des Kunststoffmaterials 3 in den verdünnten Bereichen 6 des Formhohlraums blockiert wird. Obwohl das PP-Material 3 im Allgemeinen recycelt werden kann, wird es in der Regel als Neumaterial geformt und ist daher nicht so umweltfreundlich wie Materialien, die wiedergewonnen, recycelt und anschließend geformt werden können.
In Anbetracht der obigen Ausführungen besteht die Notwendigkeit, einen Träger bereitzustellen, der einen verbesserten Beitrag zum Umweltschutz leistet, ökologisch nachhaltig und biologisch abbaubar ist und gleichzeitig die gewünschten Struktur- und Barrierefunktionen erfüllen kann, der stark und haltbar ist, der mit scharfen Biegungen und Ecken geformt werden kann, der eine kompakte Form/Größe für den Versand und die Lagerung erreichen kann, der die Einsparungen bei der Herstellung und Montage verbessert und gleichzeitig das Gewicht reduziert, um den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zu verbessern.
ZUSAMMENFASSUNG
Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, einen Träger für ein Trägermodul einer Türanordnung eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, der zumindest die oben erörterten Probleme der bekannten Träger löst.
Gemäß einem Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf einen Träger für ein Trägermodul einer Türanordnung eines Kraftfahrzeugs gerichtet, der aus recyceltem Nylon hergestellt ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf einen Träger für ein Trägermodul einer Türanordnung eines Kraftfahrzeugs gerichtet, der umweltverträglich, umweltfreundlich und leicht wiederverwertbar ist, eine hohe strukturelle Festigkeit aufweist, um die gewünschte Seitenaufprallsicherheit zu bieten, resistent gegen das Eindringen von Feuchtigkeit und Flüssigkeit ist und dadurch die gewünschte Barrierefunktion bietet, um die Übertragung von Feuchtigkeit/Flüssigkeit von einer nassen Seite des Trägermoduls auf eine trockene Seite des Trägermoduls zu verhindern, resistent gegen die Zersetzung in Gegenwart von Feuchtigkeit/Flüssigkeit ist und das Gewicht des Trägermoduls im Vergleich zu den aus Metall hergestellten Trägermodulen reduziert, wodurch die Kraftstoffersparnis des Fahrzeugs verbessert wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf eine Türanordnung für ein Kraftfahrzeug gerichtet, die eine Außenplatte, eine Innenplatte und ein Trägermodul mit einem Träger aufweist, der umweltfreundlich ist, zumindest teilweise aus recycelten und leicht recycelbaren Materialien hergestellt ist, eine hohe strukturelle Festigkeit aufweist, um die gewünschte Seitenaufprallfestigkeit zu bieten, gegen das Eindringen von Feuchtigkeit und Flüssigkeit beständig ist, wodurch eine gewünschte Barrierefunktion bereitgestellt wird, um die Übertragung von Feuchtigkeit/Flüssigkeit von einer nassen Seite des Trägermoduls auf eine trockene Seite des Trägermoduls zu verhindern, gegen eine Zersetzung in Gegenwart von Feuchtigkeit/Flüssigkeit beständig ist und das Gewicht des Trägermoduls im Vergleich zu solchen aus Metall reduziert, wodurch der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs verbessert wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung wird ein Träger für ein Trägermodul einer Kraftfahrzeugtüranordnung mit einer Innenplatte und einer Außenplatte, die eine Türplattenstruktur definieren, bereitgestellt, wobei die Innenplatte eine Öffnung zu einem inneren Türhohlraum zwischen der Innen- und der Außenplatte aufweist. Der Träger umfasst einen Körper mit gegenüberliegenden Nass- und Trockenseiten, die durch einen Außenumfang begrenzt sind, der zur Befestigung an der Innenplatte ausgebildet ist, um die Öffnung im Wesentlichen zu verschließen. Der Körper besteht aus einem ersten Material mit einer ersten Dichte, wobei eine Anzahl von Hohlräumen in dem Körper vorgesehen ist. Jeder der Anzahl von Hohlräumen hat eine zweite Dichte, wobei die zweite Dichte geringer ist als die erste Dichte des ersten Materials, wodurch das Gewicht des Trägers reduziert wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung besteht der Körper aus einem polymeren Material.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der Offenbarung ist das polymere Material Nylon.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung können die Hohlräume als Gasblasen bereitgestellt werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung können die Gasblasen von einer Wand eingekapselt werden, wobei die Wand aus einem anderen Material als der Körper besteht.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der Offenbarung kann die Wand aus Glas hergestellt werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Glas aus Natron-Kalk-Borosilikat hergestellt werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung können die Wände als Mikrokugeln mit einem Durchmesser zwischen etwa 10 und 100 Mikron (µm) bereitgestellt werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung haben die Mikrokugeln eine Dichte zwischen etwa 0,100 und 0,900 g/cm³.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung weisen die Mikrokugeln eine Festigkeit zwischen etwa 1,00 und 200,00 MPa auf.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann der Körper mit einem beweglichen Scharnier versehen werden, das es ermöglicht, Teile des Körpers auf sich selbst zu falten, wodurch der Versand und die Lagerung des Trägers erleichtert werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann der Träger außerdem eine flüssigkeitsundurchlässige Schicht enthalten, die zumindest die nasse Seite bedeckt, um den Träger vor der Aufnahme von Wasser zu schützen.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann die flüssigkeitsundurchlässige Schicht so beschaffen sein, dass sie die nasse Seite und die trockene Seite des Körpers bedeckt.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann die flüssigkeitsundurchlässige Schicht so beschaffen sein, dass sie den gesamten Körper bedeckt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann mindestens ein Verstärkungselement an dem Körper des Trägers befestigt werden, wobei das mindestens eine Verstärkungselement nicht die Anzahl der im Körper vorgesehenen Hohlräume enthält, wodurch die Festigkeit des mindestens einen Verstärkungselements maximiert wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das mindestens eine Verstärkungselement aus einem polymeren Material gebildet werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das mindestens eine Verstärkungselement aus dem ersten Material gebildet werden, das zur Bildung des Körpers verwendet wird, ohne die Hohlräume.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das mindestens eine Verstärkungselement mit dem Körper verschweißt werden, beispielsweise durch Ultraschallschweißen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Trägers für ein Trägermodul einer Kraftfahrzeugtüranordnung bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Formen eines Körpers aus einem ersten Material mit einer ersten Dichte, wobei der Körper mit einer nassen Seite und einer gegenüberliegenden trockenen Seite geformt wird, die durch einen Außenumfang begrenzt sind, der zur Befestigung an einer Innenplatte der Kraftfahrzeugtüranordnung ausgebildet ist, um eine Öffnung in der Innenplatte im Wesentlichen zu verschließen. Ferner wird eine Anzahl von Hohlräumen in den Körper eingearbeitet, wobei jeder der Anzahl von Hohlräumen eine zweite Dichte aufweist, die geringer als die erste Dichte des ersten Materials ist.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren ferner das Formen des Körpers aus Nylon umfassen.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren ferner die Bereitstellung der Hohlräume als Gasblasen umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren ferner die Bereitstellung der Gasblasen mit einem von einer Wand eingekapselten Gas umfassen, so dass das Gas ein durch eine Innenfläche der Wand definiertes Volumen einnimmt, wobei die Wand aus einem anderen Material als der Körper des Trägers besteht.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren ferner die Bereitstellung einer Wand aus Glas umfassen.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren ferner die Bereitstellung der Wände als Mikrokugeln mit einem Durchmesser zwischen etwa 10 und 100 Mikrometern (µm) umfassen.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren ferner die Bereitstellung der Mikrokugeln mit einer Dichte zwischen etwa 0,100 und 0,900 g/cm³ umfassen.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren ferner die Bildung eines Filmscharniers in dem Körper umfassen, damit Teile des Körpers auf sich selbst gefaltet werden können.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren außerdem beinhalten, dass zumindest die nasse Seite des Körpers mit einer flüssigkeitsundurchlässigen Schicht bedeckt wird.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren ferner das Bedecken der nassen Seite und der trockenen Seite des Körpers mit der flüssigkeitsundurchlässigen Schicht umfassen.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren ferner das Bedecken des gesamten Körpers mit der flüssigkeitsundurchlässigen Schicht umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren ferner die Befestigung mindestens eines Verstärkungselements an dem Körper umfassen, wobei das mindestens eine Verstärkungselement nicht die Anzahl von Hohlräumen enthält.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren ferner die Bereitstellung des mindestens einen Verstärkungselements umfassen, das aus einem polymeren Material gebildet ist.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren ferner die Bereitstellung des mindestens einen Verstärkungselements umfassen, das aus dem ersten Material gebildet wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren ferner das Verschweißen des mindestens einen Verstärkungselements mit dem Körper umfassen.
Weitere Anwendungsbereiche werden sich aus der vorliegenden Beschreibung ergeben.
Figurenliste
Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung ausgewählter, nicht einschränkender Ausführungsformen und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.

1 zeigt einen Träger eines Trägermoduls nach dem Stand der Technik,
2 zeigt ein Fahrzeug mit einer Verschlussplatte, die gemäß einem Aspekt der Offenbarung konstruiert ist,
3 ist eine Draufsicht auf die Nassseite eines Trägermoduls der Verschlussplatte von 2,
4 ist eine Draufsicht auf eine Trockenseite des Trägermoduls von 2,
5 zeigt eine schematische, fragmentarische Querschnittsansicht eines Trägers des Trägermoduls von 2,
6 ist ein vergrößerter, schematischer, fragmentarischer Querschnitt, der im Allgemeinen entlang der Linie 6-6 von 5 aufgenommen wurde,
7A ist eine ähnliche Ansicht wie 6 eines Trägers des Trägermoduls von 2 gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung,
7B zeigt den Träger von 7A in einem gefalteten, verstauten Zustand,
8A zeigt eine Explosionsansicht eines Trägers des Trägermoduls von 2 gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung,
8B zeigt eine zusammengesetzte Ansicht des Trägers von 8A, und
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung eines Trägers gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Im Allgemeinen werden nun Ausführungsbeispiele einer Türanordnung mit Trägermodul und ein Trägermodul für diese Türanordnung offengelegt, die so ausgebildet sind, dass sie Fensterheber enthalten, die in einem inneren Türhohlraum einer Kraftfahrzeug-Türanordnung installiert werden, und einen Träger haben, der so ausgebildet ist, dass er eine nasse Seite von einer trockenen Seite der Türanordnung trennt, und die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert/hergestellt wurden.
2 zeigt ein Fahrzeug 11 mit einer Anzahl von Kraftfahrzeug-Verschlussanordnungen, die auch als Tür- oder Verschlussplatten-Anordnungen bezeichnet werden, einschließlich Vordertür-Verschlussplatten-Anordnungen 12, einer Heckklappen-Hubtür-Verschlussplatten-Anordnung 13, mindestens einer Schiebetür-Verschlussplatten-Anordnung 15, wobei eine oder mehrere der Verschlussplatten-Anordnungen 12 ein Türmodul enthalten können, das auch als Trägermodul oder Trägeranordnung 10 (3 - 4) bezeichnet wird und gemäß einem Aspekt der Offenbarung konstruiert ist. Die Trägeranordnung 10 umfasst einen Träger 16 und ist ferner beispielhaft und ohne Einschränkung so dargestellt, dass sie einen Aktuator 21 (4) umfasst, der über eine Stange oder ein Kabel, wie z. B. einen Bowdenzug 24, in betriebsfähiger Verbindung mit einer Verriegelungsanordnung 30 steht, um die Verriegelungsanordnung 30 selektiv zu verriegeln.
3 zeigt eine erste Seite 31 (Nassseite) der Trägeranordnung 10 einer der Verschlussplatten-Anordnungen von 2, dargestellt als eine der vorderen Tür-Verschlussplatten-Anordnungen, die im Folgenden beispielhaft und ohne Einschränkung als Tür 12 bezeichnet wird. Es ist anzuerkennen, dass die Trägeranordnung 10 mit beliebigen Oberflächenkonturen und Außenumfangsformen ausgebildet werden kann, wie sie für die Anwendung mit einer der Verschlussplatten-Anordnungen von 2 sowie für andere Anwendungen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Kofferraumdeckel und dergleichen, gewünscht werden. 4 zeigt eine zweite Seite 33 (Trockenseite) der Trägereinheit 10. Die in 3 gezeigte erste Seite 31 der Trägeranordnung 10 wird als „Nassseite“ bezeichnet, da die erste Seite 31 bei Einbau der Trägeranordnung 10 in eine Fahrzeugverkleidung des Fahrzeugs 11 nach außen, weg vom Fahrgastraum, auch als Innenraum C bezeichnet, weist und aufgrund von Öffnungen in der Verschlussanordnung (z. B. dem großen Schlitz, durch den sich ein Fenster 14 zwischen offener und geschlossener Position bewegt) einer äußeren Umgebung E ausgesetzt sein kann. Im Gegensatz dazu wird die zweite Seite 33 der in 3 gezeigten Trägeranordnung 10 als „Trockenseite“ bezeichnet, da der Träger 16 der Trägeranordnung 10 bei Einbau der Trägeranordnung 10 in eine Fahrzeug-Verschlussplatte des Kraftfahrzeugs 11 den Innenraum C des Kraftfahrzeugs 11 gegen die äußere Umgebung E abdichtet, so dass die zweite Seite 33, die dem Innenraum C zugewandt ist, vor der äußeren Umgebung E geschützt ist und trocken bleibt.
Die Trägeranordnung 10 ist so dargestellt, dass sie den Träger 16 umfasst, der im Allgemeinen plattenförmig ist und im Allgemeinen eine ebene Konfiguration aufweist, mit spezifisch und präzise angeordneten wellenförmigen Konturen, die auch als Oberflächenprofile bezeichnet werden und für die beabsichtigten Komponenten und Anwendungen vorgesehen sind, wodurch der Träger 16 eine Anzahl von integral geformten dreidimensionalen Merkmalen innerhalb des Materials des Trägers 16 aufweist. Der Träger 16 nimmt eine Anzahl von funktionalen Türbeschlagskomponenten auf. Der Träger 16 kann als strukturelles Bauteil in dem Sinne ausgebildet werden, dass die Türbeschlagskomponenten daran befestigt werden können, ohne dass zusätzliche Befestigungsmittel erforderlich sind, um die Komponenten nach der Installation der Trägeranordnung 10 an der strukturellen Plattenbaugruppe zu befestigen. Es versteht sich, dass die Vordertür 12 einen strukturellen Türpaneelkörper umfasst, der im Folgenden als Türpaneelstruktur oder -körper 19 bezeichnet wird und aus einem inneren Türpaneel aus Blech, auch als inneres Paneel 20 bezeichnet, besteht, das mit einem äußeren Türpaneel aus Blech, auch als äußeres Paneel 18 bezeichnet, entlang ihrer äußeren Umfangsrandbereiche und/oder an anderer Stelle verbunden ist, um einen inneren Türhohlraum 23 zwischen dem inneren und dem äußeren Türpaneel 20, 18 zu definieren. In dem inneren Türhohlraum 23 ist ein Fenster 14 untergebracht, wenn es in seine geöffnete Stellung gebracht wird. Der Träger 16 umfasst einen sich in Umfangsrichtung kontinuierlich erstreckenden Dichtungswulst 22, der so ausgebildet ist, dass er sich angrenzend an einen Außenumfang 26 des Trägers 16 erstreckt und eine Öffnung 28 (2) im inneren Türpaneel 20 in abgedichteter Beziehung darum herum umgibt, wenn der Träger 16 zusammengebaut und am inneren Türpaneel 20 angebracht ist. Dementsprechend verschließt der Träger 16 die Öffnung 28 des inneren Türpaneels 20 je nach Wunsch zumindest teilweise oder vollständig. Da der Träger 16 wasserundurchlässig ist, verhindert der Dichtungswulst 22 das Eindringen von Schmutz und anderen Formen der Verunreinigung, einschließlich Flüssigkeit und Feuchtigkeit, von der nassen Seite 31 zur trockenen Seite 33 in den Fahrgastinnenraum C.
Die Trägeranordnung 10 ist beispielhaft und ohne Einschränkung als Träger für die meisten, wenn nicht sogar für alle Türbeschlagskomponenten der Vordertür 12 dargestellt. Im Allgemeinen können die am Träger 16 befestigten funktionellen Beschlagkomponenten, wie dargestellt, die kraftbetätigte Verriegelungsanordnung 30, einen kraftbetätigten Fensterheber 32, eine Innengriffeinheit 34, die über einen Innenentriegelungsmechanismus 36 und über einen Innenverriegelungs-/Entriegelungsmechanismus 38 mechanisch mit der Verriegelungsanordnung 30 gekoppelt ist, und eine Außengriffeinheit 40 umfassen, die über einen Außenentriegelungsmechanismus 42 mechanisch mit der Verriegelungsanordnung 30 gekoppelt ist. Bei den Verbindungsmechanismen kann es sich, wie bekannt, um Bowdenzüge und/oder Stangenverbindungen handeln. Die funktionalen Hardwarekomponenten sind über einen Kabelbaum 50 elektrisch mit einer ECU 48 verbunden. Der Träger 16 trägt ferner ein Paar Führungsschienen 52A, 52B, die entsprechende Hebebügel 54A, 54B für eine translatorische Bewegung auf ihnen tragen. Die Hebebügel 54A, 54B tragen das Fenster 14, das sich entlang der Schienen 52A, 52B zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Position bewegen kann. Ein seil- und seilzugartiges Fensterhebersystem 60 verbindet die Hebehalterungen 54A, 54B mit einer Trommel, die mit dem kraftbetätigten Fensterheber 32 verbunden ist. Zusätzlich zu den Türbeschlagskomponenten ist die Trägeranordnung 10 beispielhaft und ohne Einschränkung als Halterung für einen Lautsprecher 56 eines Fahrzeug-Sound-/Entertainment-Systems in einer Weise dargestellt, die die Leistung des Lautsprechers 56 optimiert und gleichzeitig die oben in Bezug auf den Träger 1 von 1 diskutierten Probleme der Privatsphäre und der Schallübertragung löst.
Der Träger 16 hat einen Körper 58, der so ausgebildet ist, dass er am Türpaneelkörper 19, z. B. am inneren Türpaneel 20, wie oben beschrieben, befestigt werden kann, und kann eine Anzahl von Befestigungselement-Durchgangsöffnungen 62 neben dem Außenumfang 26 zur Aufnahme von Befestigungselementen (nicht dargestellt) enthalten. Falls gewünscht, können Metall- oder Kunststofftüllen 64 in jeder der Anzahl von Befestigungsdurchgangsöffnungen 62 befestigt werden. Die Tüllen 64 bieten eine strukturelle Druckunterstützung für die Aufnahme der Befestigungselemente, die zur Befestigung des Trägers 16 an der inneren Türverkleidung 20 verwendet werden, wobei die Tüllen 62 es erleichtern, eine Überkompression und ein Reißen des Körpers 58 zu verhindern.
Der Trägerkörper 58 ist zumindest teilweise und vorzugsweise vollständig oder im Wesentlichen (mit „im Wesentlichen“ ist gemeint, dass er fast vollständig, d. h. zu einem großen Teil, z. B. zu mehr als 75 Gew.-%, aus recyceltem und wiederverwertbarem Material besteht) aus einem recycelten Material hergestellt. Bezug nehmend auf 5, die einen fragmentarischen Teil des Körpers 58 zeigt, wobei es sich versteht, dass der Rest des Körpers 58 mit demselben oder im Wesentlichen demselben Materialgehalt gebildet werden kann, wird der Körper 58 aus einem ersten Material 66 mit einer ersten Dichte gebildet, wobei ein zweites Material 68, das als eine Anzahl von Hohlräumen 68 dargestellt ist, in dem Körper 58 vorgesehen ist. Das zweite Material 68, das die Anzahl von Hohlräumen bildet, hat eine zweite Dichte, wobei die zweite Dichte geringer ist als die erste Dichte des ersten Materials 66, wodurch das Gewicht des Trägers 16 reduziert und minimiert wird. Da das zweite Material 68 im Vergleich zum ersten Material 66 eine geringere Dichte aufweist, kann das Gewicht des ersten Materials 66 erhöht werden, um eine höhere Festigkeit im Vergleich zu einem Material mit einer geringeren Dichte zu erzielen, und somit wird der Träger 16 mit einer hohen Festigkeit aufgrund des ersten Materials 66 gebildet, während er aufgrund des zweiten Materials 68 leicht ist.
Der Körper 58 besteht aus einem hochfesten Polymermaterial, d. h. aus thermoplastischen Polyamiden, und in einer bevorzugten Ausführungsform aus Nylon, ohne dass eine Faserverstärkung erforderlich ist. Bei dem Nylon kann es sich um wiedergewonnenes, recyceltes Material handeln, das so verarbeitet werden kann, dass es jede gewünschte Form des Trägers 16 annimmt. Zum Beispiel kann das recycelte Nylon, wie z.B. Post-Consumer- und/oder Post-Manufacture-Nylon (Schrott), in Pulver- und/oder Pelletform wiederaufbereitet werden, wobei das wiederaufbereitete Pulver und/oder die Pellets aus Nylon durch ein beliebiges Formgebungsverfahren, einschließlich Formpressen oder Spritzgießen, als Beispiel und ohne Einschränkung geformt werden können. Nylon ist ein außergewöhnlich starkes Material mit einer Zugfestigkeit von ca. 76 MPa und einer Biegefestigkeit von ca. 110 MPa und verfügt außerdem über eine hohe Temperaturbeständigkeit mit einem Schmelzpunkt von ca. 220° C. Obwohl Nylon im Allgemeinen eine Dichte von etwa 1,13 bis 1,35 g/cm³ hat, wird durch die Einarbeitung des zweiten Materials 68 die Gesamtdichte des Trägers 16 um etwa 10 % oder mehr verringert, ohne dass die Festigkeit des ersten Materials 66 beeinträchtigt wird. Außerdem kann angesichts der relativ hohen Festigkeit des ersten Materials 66 die Wandstärke (t, 5 und 6) des Körpers 58 minimiert werden, während der Träger 16 immer noch den gewünschten hohen Aufprallschutz bietet. Dementsprechend können der Platzbedarf und das Gewicht des fertigen Trägers 16 auf ein Minimum reduziert werden.
Die zweiten Materialhohlräume 68 können als in sich geschlossene, diskrete Gasblasen bereitgestellt werden, und gemäß einem Aspekt der Offenbarung kann jede der Gasblasen durch eine Wand 70 eingekapselt werden, wobei die Wände 70 aus einem anderen Material als der Körper 58 hergestellt sind. Die Wände 70 können beispielhaft und ohne Einschränkung aus Glas bestehen, beispielsweise aus einem Natron-Kalk-Borosilikat. Die Wände 70 können als Mikrokugeln mit einem Durchmesser von etwa 10 bis 100 Mikrometern (µm) und einer Dichte von etwa 0,100 bis 0,900 g/cm³ ausgebildet sein. Dementsprechend wird durch das Einbringen der Mikrokugeln 70 in den Körper 58 die Dichte des Körpers 58 verringert, z. B. auf eine Dichte zwischen etwa 1,20 und 1,25 g/cm³, wobei der Gehalt an Mikrokugeln 70 etwa 30 Volumenprozent beträgt. Die Mikrokugeln 70 haben eine Festigkeit im Bereich von etwa 1,00 bis 200,00 MPa, und daher kann die Einarbeitung der Mikrokugeln 70 in den hochfesten Körper 58 die Gesamtfestigkeit des Körpers 58 erhöhen. Die Mikrokugeln 70 können leicht innerhalb des ersten Materials 66 fließen, wenn das erste Material 66 geformt wird, wodurch Probleme im Zusammenhang mit Verstärkungsfasern vermieden werden, die aus dem Träger 16 entfernt werden. Dementsprechend ermöglichen es die Mikrokugeln 70, den Träger 16 mit scharfen Ecken und Bereichen mit reduzierter Dicke zu formen (5, 7A und 7B), ohne die Bildung von geschwächten Bereichen zu befürchten, die mit dem Stand der Technik verbunden sind (1).
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann der Träger 16 ferner ein flüssigkeitsundurchlässiges Dichtungsmaterial enthalten, das auch als flüssigkeitsundurchlässige Schicht oder Wassersperre 72 bezeichnet wird und mindestens die Nassseite 31 bedeckt, um den Träger 16 vor der Aufnahme von Feuchtigkeit und Wasser zu schützen. Dementsprechend kann die Wassersperre 72 zumindest an der nassen Seite 31 des Körpers 58 und auch sowohl an der nassen Seite 31 als auch an der trockenen Seite 33 und darüber hinaus, falls gewünscht, am Außenumfang befestigt werden, um zu verhindern, dass Feuchtigkeit oder Flüssigkeit auf der nassen Seite des Trägers 16 das erste Material 66 des Körpers 58 erreicht. Falls gewünscht, kann die Wassersperre 72 als vorgeformte feste Folie aus Dichtungsmaterial, z. B. aus einem Polymermaterial, bereitgestellt werden, die anschließend zumindest an der Nassseite 31 und optional an der Trockenseite 33 befestigt wird, z. B. durch einen Klebstoff und/oder ein mechanisches Befestigungsmittel. Die Wassersperre 72 kann auch als Flüssigkeit durch Sprühen, Tauchen oder ein anderes Beschichtungsverfahren entweder vor und/oder nach dem Formvorgang aufgebracht werden, so dass sie leicht auf die gesamte Wassersperre 72 aufgebracht werden kann.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung, wie in den 7A und 7B gezeigt, kann der Körper 59 mit mindestens einem beweglichen Scharnier 74 ausgebildet werden, das sich beispielsweise entlang eines ungefähren geometrischen Mittelpunkts erstreckt, wodurch benachbarte Abschnitte 58A, 58B des Körpers 58 auf sich selbst gefaltet werden können ( 7B), wodurch der Versand und die Lagerung des Trägers 16 erleichtert werden. Natürlich ist zu erkennen, dass das (die) bewegliche(n) Scharnier(e) 74 so ausgebildet werden kann (können), dass es (sie) sich entlang beliebiger Bereiche des Körpers 58 erstreckt (erstrecken), um die gewünschte Faltbeziehung zwischen benachbarten Bereichen des Körpers 58 herzustellen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann, wie in den 8A und 8B gezeigt, mindestens ein Verstärkungselement 76, das beispielhaft und ohne Einschränkung als Paar dargestellt ist, an dem Körper 58 befestigt werden. Der Körper 58 ist, wie oben beschrieben, mit Hohlräumen 68 versehen, wobei die Verstärkungselemente 74 die im Körper 58 vorgesehenen Hohlräume 68 nicht einschließen. Dementsprechend können die Verstärkungselemente 76 die volle Festigkeit des zur Bildung der Verstärkungselemente 76 verwendeten Materials erreichen, wodurch die Festigkeit der Verstärkungselemente 76 maximiert wird. Es ist vorgesehen, dass die Verstärkungselemente aus einem beliebigen Polymermaterial hergestellt werden können, einschließlich eines recycelten Nylonmaterials, wie es für die Konstruktion des Körpers 58 verwendet wird, oder aus einem Metall, falls gewünscht. Wenn die Verstärkungselemente 76 aus einem polymeren Material bestehen, insbesondere aus demselben Nylon, das auch für den Körper 58 verwendet wurde, können sie mit dem Körper 58 verschweißt werden, beispielsweise durch Ultraschallschweißen.
Die Verstärkungselemente 76 haben eine Widerstandsfähigkeit gegenüber Belastungen, wie z. B. eine Widerstandsfähigkeit gegenüber Biegung oder Verformung, die z. B. durch eine auf den Träger 16 ausgeübte Last verursacht wird, und weisen z. B. eine höhere Festigkeit und/oder Steifigkeit auf als das Material des Trägers 16. Die Verstärkungselemente 76 verleihen dem Träger 16 eine erhöhte Aufprallfestigkeit gegen Aufprallkräfte, die quer zu einer Ebene P (8A) gerichtet sind, entlang der sich der Träger 16 im Allgemeinen erstreckt, wodurch die Seitenaufprallfestigkeit des Trägers 16 und der Tür 12 erhöht wird und somit ein verbesserter Schutz für die Insassen des Kraftfahrzeugs 11 bei Seitenaufprallen, wie sie beispielsweise bei einem Unfall auftreten, gegeben ist. Die Verstärkungselemente 76 können auch als oder zusätzlich zu einem Element mit hoher Steifigkeit vorgesehen werden, das die Steifigkeit des Trägermoduls 16 erhöht, um Verformungen zu widerstehen, die z. B. durch Straßenvibrationen oder Schallschwingungen von am Träger 16 angebrachten Lautsprechern erzeugt werden. Durch die erhöhte Seitenaufprallfestigkeit des Trägermoduls 16 sind keine separaten Seitenaufprallträger/-elemente erforderlich, einschließlich derjenigen, die sich üblicherweise in einem Hohlraum einer Türanordnung erstrecken, wodurch Platz im Hohlraum 23 frei wird, was letztlich die Montage der darin befindlichen Komponenten erleichtert. Darüber hinaus werden, wie der Fachmann erkennen wird, Einsparungen bei der Herstellung und Montage dadurch erzielt, dass die Verstärkungselemente 76 als Bestandteil des Trägers 16 integriert sind. Die erhöhte Steifigkeit des Trägers 16, die durch die Verstärkungselemente 76 erreicht wird, kann die Entwicklung von Resonanzfrequenzen innerhalb des Trägers 16 verhindern und die Klangleistung der am Trägermodul 16 montierten Lautsprecher verbessern. Es ist jedoch anzuerkennen, dass der Träger 16 als eigenständiger Träger 16 ohne darin integrierte Verstärkungselemente 76 hergestellt werden kann, falls dies für die beabsichtigte Anwendung gewünscht wird.
Wie in 9 gezeigt, ist ein Verfahren 1000 zur Herstellung eines Trägers 16 eines Trägermoduls 10 für einen Kraftfahrzeug-TürpaneelKörper 19 zum zumindest teilweisen oder vollständigen Verschließen einer Öffnung 28 in einer inneren Türplatte, die im Folgenden als Innenplatte 20 bezeichnet wird, des Kraftfahrzeug-Türpaneel-Körpers 19 vorgesehen, um zu verhindern, dass Feuchtigkeit und Flüssigkeit von einer nassen Seite (die der äußeren Umgebung E zugewandt ist) des Trägermoduls 10 zu einer trockenen Seite (die einer inneren Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs 11 zugewandt ist) des Trägermoduls 10 gelangen. Das Verfahren 1000 umfasst einen Schritt 1025 des Formens eines Körpers 58 aus einem ersten Material 66 mit einer ersten Dichte, wobei der Körper 58 so geformt wird, dass er eine nasse Seite 31 und eine gegenüberliegende trockene Seite 33 aufweist, die durch einen Außenumfang 26 begrenzt wird, der zur Befestigung an der Innenplatte 20 der Kraftfahrzeug-Türanordnung 12 ausgebildet ist, um eine Öffnung 28 in der Innenplatte 20 im Wesentlichen zu schließen. Ferner wird in einem Schritt 1075 eine Mehrzahl von Hohlräumen 68 in den Körper 58 eingebracht, wobei jeder der Mehrzahl von Hohlräumen 68 eine zweite Dichte aufweist, die geringer ist als die erste Dichte des ersten Materials 66. Dementsprechend wirken die Hohlräume 68 mit verringerter Dichte, um die Gesamtdichte des Körpers 58 im Vergleich zu derjenigen zu verringern, wenn der Körper 58 die Hohlräume 68 nicht enthalten würde.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren 1000 ferner einen Schritt 1100 des Formens des Körpers 58 aus Nylon umfassen. Da Nylon eine relativ hohe Festigkeit aufweist, kann die Dicke t des Körpers 58 minimiert werden, um das Design der Tür 12 zu optimieren und gleichzeitig die Reduzierung des Gewichts der Tür 12 zu erleichtern.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren 1000 ferner einen Schritt 1150 zur Bereitstellung der Hohlräume 68 als Gasblasen umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren 1000 ferner einen Schritt 1200 umfassen, bei dem die Gasblasen 68 mit einem von einer Wand 70 eingekapselten Gas bereitgestellt werden, so dass das Gas ein durch eine Innenfläche der Wand 70 definiertes Volumen einnimmt, wobei die Wand 70 aus einem anderen Material als der Körper 58 hergestellt ist.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren 1000 ferner einen Schritt 1250 umfassen, in dem die Wände 70 aus einem Glasmaterial hergestellt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren 1000 ferner einen Schritt 1300 umfassen, bei dem die Wände 70 als Mikrokugeln mit einem Durchmesser zwischen etwa 10 und 100 Mikrometern (µm) bereitgestellt werden, wie für die beabsichtigte Anwendung gewünscht und abhängig von der Gesamtdicke t des Körpers 58 oder ausgewählter Bereiche des Körpers 58. Dementsprechend können Mikrokugeln 70 mit unterschiedlichem Durchmesser in verschiedenen Bereichen des Körpers 58 verwendet werden, um das gewünschte Design zu optimieren.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren 1000 ferner einen Schritt 1350 umfassen, in dem die Mikrokugeln mit einer Dichte zwischen etwa 0,100 und 0,900 g/cm³, wie für die beabsichtigte Anwendung gewünscht, bereitgestellt werden. Dementsprechend ist es zu verstehen, dass Mikrokugeln 70 mit unterschiedlicher Dichte in verschiedenen Bereichen des Körpers 58 verwendet werden können, um das gewünschte Design zu optimieren.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren 1000 ferner einen Schritt 1400 zur Bildung eines beweglichen Scharniers 74 in dem Körper 58 umfassen, damit die Abschnitte 58A, 58B des Körpers 58 auf sich selbst gefaltet werden können.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren 1000 ferner einen Schritt 1450 umfassen, bei dem zumindest die nasse Seite 31 des Körpers 58 mit einer flüssigkeitsundurchlässigen Schicht 72 bedeckt wird, wodurch das darunter liegende Material 66 des Körpers 58 vor der Absorption von Flüssigkeit/Feuchtigkeit geschützt wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren 1000 ferner einen Schritt 1500 umfassen, bei dem der gesamte Körper 58 mit der flüssigkeitsundurchlässigen Schicht 72 bedeckt wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren 1000 ferner einen Schritt 1550 der Befestigung mindestens eines Verstärkungselements 76 an dem Körper 58 umfassen.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren 1000 ferner einen Schritt 1600 des Bereitstellens des mindestens einen Verstärkungselements 76 umfassen, das aus einem polymeren Material gebildet ist, wobei das mindestens eine Verstärkungselement 76 nicht die Mehrzahl von Hohlräumen 68 enthält und somit durchgehend aus einem festen Material besteht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren 1000 ferner einen Schritt 1650 zur Bereitstellung des mindestens einen Verstärkungselements 76 umfassen, das aus dem ersten Material gebildet wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung kann das Verfahren 1000 ferner einen Schritt 1700 umfassen, bei dem das mindestens eine Verstärkungselement 76 mit dem Körper 58 verschweißt wird, beispielsweise und ohne Einschränkung durch Ultraschallschweißen, wodurch die Materialien des Körpers 58 und des Verstärkungselements 76 miteinander verbunden werden. In einem Szenario, in dem der Körper 58 und das mindestens eine Verstärkungselement 76 aus ähnlichen Materialien, z. B. Nylon, gebildet sind, wird die Verbindungsstelle zwischen dem Körper 58 und dem mindestens einen Verstärkungselement 76 aus demselben Material gebildet, wodurch der Körper 58 und das mindestens eine Verstärkungselement 76 zu einem monolithischen Stück aus demselben Material werden.

Claims

Träger (16) für ein Trägermodul (10) einer Kraftfahrzeug-Türanordnung (12) mit einer Innenplatte (20) und einer Außenplatte (18), die eine Türplattenstruktur (19) definieren, wobei die Innenplatte (20) eine Öffnung (28) zu einem inneren Türhohlraum (23) zwischen der Innenplatte (20) und der Außenplatte (18) aufweist, wobei der Träger (16) aufweist: einen Körper (58) mit einer nassen Seite (31) und einer gegenüberliegenden trockenen Seite (33), die durch einen äußeren Umfang (26) begrenzt sind, der zur Befestigung an der Innenplatte (20) ausgebildet ist, um die Öffnung (28) zumindest teilweise zu verschließen, wobei der Körper (58) aus einem ersten Material (66) mit einer ersten Dichte gebildet ist, und eine Anzahl von Hohlräumen (68) in dem Körper (58), wobei jeder der Anzahl von Hohlräumen (68) eine zweite Dichte aufweist, die geringer ist als die erste Dichte.
Träger (16) nach Anspruch 1, wobei der Körper (58) aus einem polymeren Material besteht.
Träger (16) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Hohlräume (68) Gasblasen sind.
Träger (16) nach Anspruch 3, bei dem jede der Gasblasen (68) durch eine separate Wand (70) eingekapselt ist, wobei die Wände (70) aus einem anderen Material als der Körper (58) gebildet sind.
Träger (16) nach Anspruch 4, wobei die Wände (70) Mikrokugeln mit einem Durchmesser zwischen etwa 10 und 100 Mikrometern (µm) sind.
Träger (16) nach Anspruch 5, wobei die Mikrokugeln (70) eine Dichte zwischen etwa 0,100 und 0,900 g/cm³ aufweisen.
Träger (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Körper (58) ein bewegliches Scharnier (74) aufweist, das es ermöglicht, Teile (58A, 58B) des Körpers (58) auf gegenüberliegenden Seiten des beweglichen Scharniers (74) auf sich selbst zu falten.
Träger (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, der ferner eine flüssigkeitsundurchlässige Schicht (72) aufweist, die die nasse Seite (31) bedeckt.
Träger (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, der ferner mindestens ein am Körper (58) befestigtes Verstärkungselement (76) enthält, wobei das mindestens eine Verstärkungselement (76) nicht die Mehrzahl von Hohlräumen (68) enthält.
Verfahren (1000) zur Herstellung eines Trägers (16) für ein Trägermodul (10) einer Kraftfahrzeugtüranordnung (12), das Folgendes umfasst Ausbilden (1025) eines Körpers (58) aus einem ersten Material (66) mit einer ersten Dichte, wobei der Körper (58) mit einer nassen Seite (31) und einer gegenüberliegenden trockenen Seite (33) ausgebildet ist, die durch einen äußeren Umfang (26) begrenzt sind, der zur Befestigung an einer inneren Platte (20) der Kraftfahrzeugtüranordnung (12) ausgebildet ist, um eine Öffnung (28) in der inneren Platte (20) im Wesentlichen zu verschließen, und Einbringen (1075) einer Anzahl von Hohlräumen (68) in den Körper (58), wobei jeder der Anzahl von Hohlräumen (68) eine zweite Dichte aufweist, die geringer ist als die erste Dichte des ersten Materials (66).