CN105209316B - 用于将转向柱连接在横梁上的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将转向柱连接在定位于两个A柱之间的横梁(2)上的装置(1)，所述装置(1)包括前连接区域(3)、横梁容纳区域(4)和后连接区域(5)。所述装置(1)包括至少一个设计为弓架的或者具有至少一个这种弓架的、从前连接区域向后连接区域(3、5)延伸的金属结构(8)和支撑该金属结构(8)的基体(6)。金属结构(8)主要形成用于将力导入横梁(2)中的主载荷路径。基体(6)至少在前连接区域和后连接区域(3、5)中沿所述主载荷路径的方向连接在金属结构上。

Description

用于将转向柱连接在横梁上的装置

技术领域

本发明涉及一种用于将转向柱连接在定位在汽车的两个A柱之间的横梁处的装置，所述装置包括前连接区域、横梁容纳区域和后连接区域。

背景技术

试图减少排放值的愿望使汽车制造商一直在把他们的汽车构造的更轻。同时也有责任要考虑不断提高的法律的安全要求。这对很多构件或者组件有时是很大的挑战。首先背景是，这些构件或者组件原则上必须具有尤其高的强度以符合法律的要求。

已经看到很多汽车制造商转向将尽可能多的汽车组件模块化构建，使其可以多方面地使用和容易地安装。此外，通过模块化构造还可以考虑到，构件或者组件的模块可以在不同的地点制造并因此可以减少用在已经组装在一起的组件的物流耗费。

用于制造所述用于转向柱连接的、在现有技术中已知的装置主要使用钢板壳、压铸构件或者在横梁上直接注塑的塑料金属复合结构。这大多由很多单独构件组成，包括了与之相关的高昂的接合成本和对于为此所需的工序组合刀具的投入成本。此外在设计过程期间的拓扑分析也是已知的和平常的。用于转向柱连接的传统装置在板材壳设计时在结构上仅能有限地以载荷路径为导向地设计，结果就是不可避免的超尺寸。因此这是很难和/或在同时高耗费的组装情况下不能被模块化地使用。

例如专利文献DE 10 2004 025 245 A1中可以看到，其中使用两个金属嵌件用于转向柱的连接，其中为此在金属嵌件中规定有孔。所述金属嵌件在此公布内容中图3里所示结构旁穿过所述孔，使其在板材壳设计中能被实现。紧接着此外在其后的注塑循环中金属嵌件被直接注塑在横梁处，以形成其和横梁的连接。

该现有技术的缺点是，用于转向柱连接的相应装置没有被以载荷路径为导向地构造，以此带来较大的重量。此外这种构造形式的灵活性很低。这主要是由相关联的物流上的高耗费引起，要是横梁为了最终组装而必须被再次运送的话，因为通过注塑横梁具有基本上不便移动的尺寸。同样地提高工具耗费也是必要的，以便达到所述装置的准确定位，相应的是公差补偿金能通过高耗费实现。没有模块化的可用性，因为总是要使用特殊工具用于实现连接。

此外在专利文献DE 10 2007 002 431 B4中已知一种转向柱支承结构用于提高转向柱支承和仪表板横向元件的刚性。在此，转向柱支承设计为成对地由叉板或者止挡板和容纳主体的组合和以此作为右侧和左侧安装部段的组件。叉板和容纳主体由金属组成，其中两者分别借助焊接被接合。

这种转向柱结构的缺点是，其同样也没有以载荷路径为导向地构造。此外，叉板或者止挡板用于作为对容纳主体的垫板，以能够实现必要的刚性。缺点是，将如此形成的支承单元作为组件构造和必须壳式地构造造成较高的重量、耗费的加工方法和安装难度。此外，考虑到夹子、支架等等的连接在构型上的自由仅通过升高的耗费实现。

在专利文献DE 10 2004 051 182 B4中公布了其它转向柱支架结构。在此，柱支架支承被安置在端壁支承和柱支承凸出部，所述柱支承凸出部具有在仪表板处通过踏板支架可摆动地固定的踏板。在此，所述柱支架支承是壳形的设计为闭合的截面，此外具有作为附加部件安置的柱支承凸出部并且以此不是以重量为导向地或者主载荷路径为导向地优化地构造。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种用于将转向柱连接在横梁即所谓的Cross Car Beam上的装置，所述装置克服本文开头针对现有技术所讨论的问题或者至少减少这些问题。

该技术问题通过本文开头所述类型的装置解决，其中所述装置包括至少一个设计为弓架(亦即弓形架)的或者具有这种弓架的、从前连接区域向后连接区域延伸的金属结构和支撑该金属结构的基体，其中金属结构是用于将力导向横梁的主载荷路径并且其中基体至少在前连接区域和后连接区域中沿主载荷路径的方向连接在金属结构上。

按照本发明的用于转向柱在横梁处的连接的装置，用由模块化制造的连接装置组成的结构替代主要在现有技术中所用的钢壳构件，准确地说通过具有至少一个弓架和基体的载荷路径优化的金属结构来替代。按照优选的实施形式，基体是塑料体、尤其具有聚合物基质，所述塑料体包含用于强化的纤维。基体用作支撑结构，以在通过主载荷路径将力导引至横梁时使金属结构的单独部段能保持在其符合规定的空间位置中。这里的金属结构部段指的是从横梁翘起或突出的弓架部段。因此金属结构在前连接区域和后连接区域中相应地连接在基体处。如果基体是塑料部件，则规定使弓架部段的这部分至少部分容纳在和/或被包围在塑料基体中。优选地是在这种构造中，弓形架式的金属结构在其前连接区域和后连接区域中如此地被容纳在和/或被包围在塑料基体中，使该容纳或者该包围不仅沿主载荷路径的方向是形状配合的、而且在至少一个横向于其的方向上也是形状配合的。尤其优选的实施形式是，其中金属结构在所述区域中以这种方式方法连接在基体上，使所述弓架部段在符合规定地加载力的情况下不会偏移。这可以通过例如材料接合实现。如果连接装置涉及的是复合部件，则规定弓架部段的相关部分形状配合地连接在基体处，即设计为，使得基体至少部分地容纳和/或包围弓架部段的与之相关的部段。

基体通常这样设计，从而保证金属结构的对于预设的力导引的前述支撑功能。通过金属结构的至少一个弓架的支撑，其在不超过可通过基体承受的支撑力范围内保持不变形，因此在所述装置的符合规定的使用情况下，通过由至少一个金属弓架提供的主载荷路径向横梁的力导引得到保证。如果超过所述的力(这可能会出现在碰撞事故中)，那么基体的支撑功能可以被超出，因此在这样的情况中，尽管基体可能失效，可是所连接的部件(例如转向柱)通过金属结构继续和横梁保持连接。

按照优化设计，金属结构基本上形成所述装置的基础结构，并且可选地是，为了形成其它的载荷路径，基体连接在朝发动机舱设计的端壁处。

在优选实施形式中，金属结构包括一个第一弯曲金属弓架和两个第二弯曲金属弓架，其分别相应于通常在拓扑分析中确定的载荷路径。如果基体涉及到的是由聚合物材料制成的基体，那么第一金属弓架由基体的聚合物基质至少部分地包围和/或嵌入其中，两个第二金属弓架设计为闭合弓架并且可以插入和/或插穿基体。在此，基体自身优选至少部分地呈壳形地设计具有相应的闭合弓架容纳装置。

在此，以此构造的用于转向柱连接的装置的基体可以通过横梁容纳区域被安置在横梁的任意位置处并借助闭合弓架固定。优选地，相应地至少在部分区域中贴靠在横梁上的金属弓架可以额外地通过热接合方法连接在该位置处。在此清楚的是，用于在转向柱处连接的装置不仅可以模块化地使用于所谓的左置方向盘汽车而且也可以使用于右置方向盘汽车。此外，公差可以更容易地被补偿。

在基本上形成所述装置基体的基础结构的第一金属弓架方面，在优选的实施形式中，所述第一金属弓架设计为V形或者U形并且载荷路径优化地如此地弯曲，使所述第一金属弓架设计为在前面的区域中向上地和向前地指向，以便更好地承接力，在另一部分区域中至少在部分区域中贴靠在横梁轮廓处并且金属弓架的两个相应端部向上和向内指向地构造，以便在其内侧接触闭合弓架。

当在实施形式中提到“上”、“前”、“下”或“内”时，在此指的是在汽车内的标准化方向的描述，其中“前”和“后”是沿x轴的方向、“上”和“下”是沿z轴的方向并且“内”是沿y轴的方向。

因为在正常运行期间有时较高的载荷会通过闭合弓架传入所述装置中，所以在其它优选实施形式中，闭合弓架设计得比优选的V形或者U形构造的金属弓架更厚或更强。

在其它优选的实施形式中，在基体内安置多个闭合弓架导引装置用于容纳闭合弓架。此外可以在基体处安置、引入、注塑和/或集成任意多的刚度增强元件、支撑件和/或缆线导向器。

此外在其它优选实施形式中，基体设计为骨架式或者设计为实心体。

所述用于转向柱连接的装置显示了非常多变的在设计可能性并且带来的优点是，考虑到了汽车制造商所要求的对于构造空间设计的灵活性，例如涉及大小和形状的考虑。同样地，通过载荷路径导向的优化，通过使用金属弓架至少相对于现有技术减小了装置超尺寸的问题，由此实现了重量的减轻。

本发明的其它优点在于，在这种类型的结构中可以完全避免使用钢板壳、压铸部件或直接注塑在横梁上的塑料金属复合结构，由此减少所需工作步骤的数量和由此实现按照本发明的装置的相对低成本的制造。

此外，本发明的另一优点在于，所述装置不是注塑在横梁上，而是首先与其分离地制造。以此使该元件也可以灵活地在与横梁不同的地点被制造并且在物流上也比运送具有注塑的转向柱连接装置的横梁更有效率。此外，这种类型的装置也可以灵活地模块式地用于左置转向盘汽车和右置转向盘汽车，有利于公差补偿并且此外对于最复杂的几何形状也能载荷路径导向地优化地进行制造。

之前的论述表明，通过优选这种形式的构造的载荷路径优化的装置克服了或者至少减小了本文开头针对现有技术所讨论的问题，方式为在通过最佳地使用不同材料相应地减轻重量的同时，不仅实现更容易且更低成本的可制造性，同时在不同碰撞要求方面能够遵循所要求的法律规定。此外，所述装置在构造空间方面很灵活并且防止装置的超尺寸，由此减轻重量。基于这一点首先有利的是，虽然涉及的是所谓的复合或混合部件，但所述装置并不是注塑在横梁处，而是首先可以与其分离地简单制造。其背景首先是，在工业中具有或者已知为此所需的设备和所属的实际知识、尤其在通过热学方法的接合时。通过使用已知的方法，可以与此相关地也轻松地应对物流方面的挑战。

在安装和在设计上实施所述用于转向柱连接的优化的载荷路径导向的装置时，可以使用所有对于技术人员显而易见的可能性。

附图说明

下面将基于实施例参照附图说明本发明，使技术人员明白本发明的其它优点和优选的构造。

在附图中：

图1示出按照本发明的用于转向柱连接的装置的一个实施形式的立体图，

图2示出图1中实施形式的用于转向柱连接的装置的仰视图，

图3示出图1中实施形式的用于转向柱连接的装置的侧视图，

图4示出图1中实施形式的用于转向柱连接的装置的前连接区域中的导引槽部段的放大视图，

图5示出图1中实施形式的用于转向柱连接的装置的后连接区域中的导引槽部段的放大视图，

图6示出图1所示的用于转向柱连接的装置的实施形式的隐去金属结构的立体图，

图7示出图1中实施形式的用于转向柱连接的装置的第一金属弓架的立体图，

图8示出图1中实施形式的用于转向柱连接的装置的第二金属弓架的立体图。

图9示出用于将转向柱连接在横梁上的装置的另一实施形式。

具体实施方式

图1至图3示出了用于转向柱连接的装置1，所述装置1布置在定位于两个A柱之间的横梁2处并且包括前连接区域3、横梁容纳区域4和后连接区域5，其中装置1包括由至少一个紧线钳组成的金属结构8和由聚合物材料(塑料)制成的基体6。

如图所示，金属结构8主要沿x方向延伸，横梁2在y方向延伸。金属结构8在此相应于所进行的形态学或拓扑分析的结果制造。这种拓扑分析或者这种拓扑分析工具是长期已知的。因此这里就不对这种分析或者分析方法和分析工具进行更多说明。换句话说：所述金属结构8设计为主载荷路径，用于将大部分力导入横梁2。这不意味着，在符合规定的使用时力不能通过其它构件导入横梁2中。然而通过这些其它构件的力导引仅是较小的部分。因此在没有金属结构8没有与之相关地超尺寸的情况下，可以制造优化的装置，方法是基体6至少部分地将金属结构8容纳和/或包围在其聚合物基质中，其中金属结构8基本上形成装置1的基础结构。这在单独的注塑包封过程中进行，因此构件、即装置1不需要被注塑在横梁2上。在此，所述基础结构同样依靠拓扑优化，其中少量加强筋优选布置在载荷方向上。

在此优选的是，基体6设计为热固性塑料或者热塑性塑料、尤其设计为聚甲醛。但也可以考虑其它材料，例如聚酰胺、聚丙烯、纤维复合塑料或者玻璃纤维垫热塑性塑料等。

在所示实施形式中，聚合物基体6的前连接区域3设计为壳形并且向上打开。此外，前连接区域3通过横向于基体6的纵向延伸的加强筋20强化。此外，所示加强筋20布置在两个沿第一金属弓架8的弓架部段11、11.1延伸的侧壁19、19.1之间。此外，在未示出的实施例中加强筋当然也可以以所有的几何形状构造，尤其是对角线的、y形的、十字形等。

因此，金属结构8可视为弓架形，因为所述金属结构8以一个部段贴靠在横梁2的轮廓上或者包围横梁2的轮廓设置并且视为边脚的弓架部段沿其它方向指向地从横梁2突出。

在前连接区域3的指向发动机舱并且因此指向前的端部处构造有额外的连接装置7，在所示实施例中所述连接装置7设置为端壁连接装置。在此，这种形式的连接可以优化转向柱的固有频率。

第二金属弓架9、9.1设置用于固定基体6和至少部分地嵌入和/或包围在其中的第一金属弓架8，为了容纳第二金属弓架9、9.1，在侧壁19、19.1处分别构造容纳套14、14.1。为了简化安装并且使第二金属弓架9、9.1可靠地保持基体6和第一金属弓架8可靠地保持在横梁2处，在各容纳套14、14.1中构造两个导引槽部段15、15.1和相应地15.2和15.3，如示例性地在图4中针对容纳套14所示的那样。如图1所示，在所示优选实施例中，在从容纳套14、14.1到横梁容纳区域4的过渡区域中分别设计有另一个导引槽部段15.5、15.6，其延伸到横梁容纳区域4内。

在其它实施形式中(未示出)，可以构造多个导引槽部段或者可以仅构造一个连续的导引槽部段，其中，该导引槽部段可以可选地集成在相应的侧壁19、19.1中。

此外，在优选实施形式中，在容纳套14、14.1中构造容纳开口17、17.1，用于容纳相应的第二金属弓架9、9.1。

这启示技术人员，同样可以将前连接区域3设计为实心体、骨架式或者由这里列举的变型的组合(未示出)组成。同样与此类似地当然也适用于基体6的整体构造。尤其启示技术人员，在整个基体6处当然也可以安置和/或集成其它强化结构和/或保持件和/或缆线导向器(未示出)。因此未更多地说明刚才列举的实施例。

基体6的横梁容纳区域4如此地构造，使横梁容纳区域4基本上贴靠地包围横梁2，如图3所示。此外，在图5中示出了开口21，所述开口设置用于容纳横梁，在此约具有横梁2的宽并且沿基体6的整个横向延伸构造。在此优选地，到前连接区域3的过渡区域设计为连续的界限壁或者支撑壁，所述界限壁或者支撑壁同时满足了强化基体的功能。在横梁容纳区域4的底部区域中，横梁容纳区域4在第一金属弓架8的贴靠的弓架部段11、11.1的区域中不由基体6的在其它情况下存在的塑料基质包围，以此可以在聚合物的基体6不受导致损伤的热量输入的情况下实现弓架部段11、11.1在横梁2上的至少部分材料接合的固定，尤其通过热学接合。优选地，相应的弓架部段11、11.1在此区域内完全焊接在横梁处(未示出)。

换句话说：横梁容纳区域4的底部区域如此地构造，使横梁容纳区域4在贴靠在横梁2处的弓架部段11、11.1的区域中具有两个凹处。所述凹处设计为使得弓架部段11、11.1分别在从前连接区域3向横梁容纳区域4的过渡区域中和从横梁容纳区域4向后连接区域5的过渡区域中，由于导引和稳定性的原因分别还由基体6的聚合物基质包围。在所述过渡区域中，弓架部段11、11.1在所示优选实施形式中全面地由塑料包围。但也可以考虑的是，所述过渡区域分别设计为导引槽部段或者导引槽(未示出)。

弓架形金属结构8的弓架部段11、11.1在基体6中的集成使基体6承担防止弓架部段11、11.1在相关方向上弯曲的支撑功能。因此在连接装置1的按照规定的载荷范围内，基体6用于使金属结构8保持在其在附图中所示的形状中。这保证了，导引至横梁2的力在任何情况下主要地通过金属结构8导引至横梁2，并且因此金属结构8形成主载荷路径。

在此，在中间底部区域内位于凹处之间的部段成型为舌形并且在其底面配备y形的加强筋，尤其如图2所示。所述加强筋以一个边脚沿舌形部段的中间轴线延伸并且伸入前连接部段3。所述加强筋的另两个边脚如此地延伸，使得它们基本上分别在第二金属弓架9、9.1的容纳开口18、18.1处或者旁边终结。

清楚的是，对于技术人员明显的是，之上详细描述的y形加强筋示例性地具有所述的形状并且该示例性的形状代表了很多可能的筋几何形状。它们可以设计为所有几何形式，例如X形，I形或者强化槽并且因此在下面不做进一步说明。

此外，优选的是，到后连接区域5的过渡区域不设计为连续的界限壁或者支撑壁，而是设计为基本上在舌形部段的区域中横向于基体6延伸的筋并且同时满足基体6的强化功能。为此，设计在后连接区域5中的导引槽16为了容纳第二金属弓架9、9.1分别伸入横梁容纳区域4。但在此清楚的是，这并不需要强制进行并且在一种按照本发明的实施形式中刚才详细说明的过渡区域也可以设计为至少部分连续的界限壁或者支撑壁(未示出)。

在优选的实施形式中，基体6的后连接区域5同样设计为壳形并且向上打开，其中，在后连接区域5的后部部段中分别布置用于第二金属弓架9、9.1、尤其是用于其边脚端部13、13.1的容纳开口18、18.1。此外，在后连接区域的后端部处一体式地注塑连接装置23，其中，所述连接装置23设计为具有两个加强筋，所述后连接区域的后端部在优选实施形式中设计为终结壁。所述连接装置例如用于容纳仪表板或者其它装置。

这里尤其在后连接区域5的范围中需要说明的是，强化结构既不受到数量限制也不限制在确定的几何构造或者布置上。准确地说，包括所有对技术人员显而易见的构造。

沿后连接区域5的相应侧壁设计有用于相应的第二金属弓架9、9.1的导引槽16、16.1，所述导引槽16、16.1直接通入相应的容纳开口18、18.1。

在未示出的其它实施例中设计有至少一个导引槽部段。此外，导引槽或者至少一个导引槽部段延伸进入横梁容纳区域并且至少在一些部段中是侧壁的部分。

图6示出优选的按照本发明的实施形式的用于连接转向柱的装置1的后连接区域16中的导引槽部段的放大视图，其中隐去金属弓架8、9、9.1。图中除了所设计的导引槽16和容纳开口18，还能清楚看出在侧壁区域内开设了缺口，所述缺口分别设计在后连接区域5的两个侧壁中。再参照图1可以看出其功能是在该区域内使第一金属弓架8的边脚端部25、25.1不由基体6的塑料基质所包围并且分别接触相应的第二金属弓架9、9.1。优选地，相应的金属弓架8、9、9.1热学地接合在该区域内，基体以此得到额外的稳定性。以此同样清楚的是，缺口的尺寸这样设计，使得可以在不引起损害基体6的热量输入的情况下顺利进行热学的接合。当然也可以考虑其它在现有技术中已知的材料接合或者摩擦配合的连接方法。

图7示出本发明优选实施形式的用于连接转向柱的装置1的第一金属弓架8的立体视图。如上所述，第一金属弓架8相当于在拓扑分析中确定的装置1的载荷路径并且被基体6的聚合物基质至少在部分区域内包围和/或至少嵌入其中。第一金属弓架8的特征在于，一方面所述第一金属弓架8基本上被弯成V形或者U形。在此，第一金属弓架8的前部区域10优选向上弯曲，以便能够更好地承受相应的载荷。相应地，该部段设计用于使力能导入到为此设置的一侧上。图7中金属弓架8的立体视图显示，金属弓架8最终连接两个弓架、即弓架部段11、11.1，所述弓架部段11、11.1以其远离横梁伸出的部段形成至少一个金属结构的真正弓架。相应地在此实施例中，所述弓架部段11、11.1组合为弓架形的金属结构。优选地，在所述弓架部段11、11.1和向上弯曲的前部区域10之间所围成的角度至少为90度。此外，如图2和图3所示，第一金属弓架8在第一金属弓架8的后部区域12、12.1中围绕横梁轮廓弯曲并且贴靠在其上，以便在横梁容纳区域4的底部区域中的凹处区域中的相应空出的置上与横梁2接合，如上详细说明的那样。此外，边脚端部25、25.1设计为在不由基体6的塑料基质所包围的区域中向上和向内指向地弯曲，如前述详细说明地那样，使所述边脚端部25、25.1优选贴靠在至少一个第二金属弓架9、9.1的内侧上并且可以与其材料接合或者摩擦配合地连接。备选地，在未示出的实施形式中，所述端部25、25.1当然也可以在很大程度上完全由聚合物基质包围。优选地，第一金属弓架8设计得比相应的第二金属弓架9、9.1更弱或更薄。优选地，在此使用至少4mm、尤其是6mm的厚度并且优选在钢丝弯曲机中进行制造。

图8示出装置1的第二金属弓架9的立体视图。所述第二金属弓架9这样设计为闭合弓架，使得其中间区域在横梁容纳区域4中围绕横梁容纳区域弯曲，至少部分地贴靠在横梁容纳区域上并且和横梁容纳区域材料接合地、优选通过热学接合连接。在优选的实施形式中，第二金属弓架9、9.1至少在该区域中、也就是说在贴靠横梁2的区域中，比第二金属弓架9、9.1的其余部段的直径更宽并且设计具有这样的高度，所述高度分别小于第二金属弓架9、9.1的其余部段的直径。这种形式的构造实现了更容易的热学接合并且可以不需要其它工作步骤地在制造第二金属弓架9、9.1时在冲压工具中制造。此外，第二金属弓架9、9.1各自的形状同样也适用于第一金属弓架8，在此总是与横梁2的几何形状相关。

此外，第二金属弓架9、9.1如此地弯曲，使得所述第二金属弓架分别在其纵向延伸上与前连接区域3及后连接区域5的在很大程度上连续的导引槽16、16.1和至少一个相应的导引槽部段15、15.1、15.2、15.3、15.4、15.5一致并且可以布置在其中。

最后，在优选的实施形式中第二金属弓架9、9.1还如此地弯曲，使得其边脚端部13、13.1分别可以穿过相应的容纳套14、14.1的相应容纳开口17和18或者17.1和18.1。也可以考虑的是，边脚端部13、13.1仅可以插入其中或者两种变型方案以组合实施。第二金属弓架9、9.1同样相应于在拓扑分析中确定的装置1的载荷路径并且不由基体6的聚合物基质包围，而是在插入其中和/或穿过。

在一种优选的实施形式中(未示出)，相应的边脚端部13、13.1配有外螺纹，以使转向柱可以旋拧在其上。当然在此所有其它在现有技术中已知的材料接合、形状配合或者摩擦配合的连接方法都是可能的。

优选地，第二金属弓架9、9.1设计得比第一金属弓架8厚。优选地，在此使用至少为6mm、尤其是8mm的厚度并且优选事先在钢丝弯曲机或者冲压工具中进行制造，其中优选事先滚制前述外螺纹。

总体来说在安装时，首先通过热学接合将优选两个第二金属弓架9、9.1固定在横梁处，在下一步骤中将具有集成在其中的第一金属弓架8的基体6从下方插在横梁2和相应的边脚端部13、13.1上，将第一金属弓架8的空出的弓架部段11、11.1通过热学接合固定在横梁2处并且最后将第一金属弓架8的边脚端部25、25.1与相应的第二金属弓架9、9.1通过热学接合连接。通过之后安装转向柱，还实现了相应的金属弓架9、9.1与横梁2的另一形状配合连接。

图9示出用于将转向柱26连接在横梁2.1上的装置1.1的另一实施形式。装置1.1原则上按在前述实施例中说明的那样构造。和前述实施例的不同在于装置1.1具有两个单独的弓架27、27.1，所述单独的弓架保持在基体6.1中。所述弓架27、27.1对应于前述实施例中的弓架部段11、11.1。在基体6.1中在其前连接区域中设有板状部段28，借助所述板状部段，装置1.1可以沿行驶方向指向地连接在底盘处。在由塑料制成的基体6.1中在该位置上具有强化板。图9也示出了具有布置在其上的方向盘29的转向柱26以横梁2.1为参照的空间布置。以相同的方式方法也可以通过使用装置1连接转向柱和横梁2。在图9显示的实施例中，位于后连接区域中的弓架27、27.1的边脚在端部配有螺纹，在所述螺纹处连接转向柱。作为在之前附图的装置1的实施例中所用的在横梁之上延伸的第二金属弓架的替代，在本实施例中在横梁2.1的底侧上布置金属壳30、30.1。所述金属壳连接在弓架27、27.1的前端部上，其中弓架27、27.1的端部部段穿过金属壳30、30.1，并且沿前连接区域的方向通过连接支架31再连接在弓架27、27.1上。因此横梁2.1位于弓架27、27.1和金属壳30、30.1之间。由于金属壳30、30.1的轮廓造型以及在横梁2.1的轮廓部段上延伸的弓架27、27.1，能够有效地将力导入横梁2.1。如图9所示，弓架27、27.1形状配合地在主载荷路径的载荷方向上容纳在基体6.1中。

前述实施形式涉及被描述用于将转向柱连接在横梁上的装置1、1.1。此外，这样的装置也可以用于将其它物体、例如气囊支架连接在这样的横梁上。不言而喻的是，该装置则指的是单独的装置。

前述说明仅展现了优选的实施例，权利要求书不仅限于此。

附图标记列表

1、1.1 用于连接转向柱的装置

2、2.1 横梁

3 前连接区域

4 横梁容纳区域

5 后连接区域

6、6.1 基体

7 连接装置

8 第一金属弓架

9、9.1 第二金属弓架

10 前部区域

11、11.1 弓架部段

12、12.1 后部区域

13、13.1 边脚端部

14、14.1 容纳套

15、15.1、15.2、15.3、15.4、15.5 导引槽部段

16、16.1 导引槽部段

17、17.1 容纳开口

18、18.1 容纳开口

19、19.1 侧壁

20 加强筋

21 开口

22 加强筋

23 连接装置

24、24.1 外壁

25、25.1 边脚端部

26 转向柱

27、27.1 弓架

28 部段

29 方向盘

30、30.1 金属壳

31 连接支架

Claims (16)

1.一种用于将转向柱连接在定位于汽车的两个A柱之间的横梁(2)上的装置，所述装置(1、1.1)包括前连接区域(3)、横梁容纳区域(4)和后连接区域(5)，其特征在于，所述装置(1、1.1)包括至少一个设计为弓架的或者具有至少一个这种弓架的、从前连接区域向后连接区域(3、5)延伸的金属结构和支撑该金属结构的基体，其中，金属结构形成用于将力导入横梁(2)中的主载荷路径，其中，基体至少在前连接区域和后连接区域(3、5)中沿所述主载荷路径的方向连接在金属结构上，并且其中，基体由聚合物材料制成并且基体至少部分地将金属结构容纳和/或包围在其聚合物基质中。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，为了形成另一载荷路径，基体连接在朝向发动机舱设计的端壁上。

3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，基体由塑料制成。

4.按照权利要求3所述的装置，其特征在于，基体由纤维强化的聚合物材料制成。

5.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，金属结构包括至少一个第一金属弓架(8)和至少一个弯曲的第二金属弓架(9、9.1)，其中，所述至少一个第二金属弓架(9、9.1)设计为闭合弓架并且能够插入和/或穿过基体(6、6.1)以便强化基体的支撑功能并且在此布局中沿主载荷路径的方向形状配合和/或材料接合地连接在基体上。

6.按照权利要求5所述的装置，其特征在于，至少一个第一金属弓架(8)的后部区域(12)分别在沿周向的一段延伸长度上贴靠在横梁(2)上，并且其中至少一个第一金属弓架(8)的端部(27、27.1)分别如此地弯曲，使得端部(27、27.1)贴靠在至少一个第二金属弓架(9、9.1)的内侧上。

7.按照权利要求3所述的装置，其中，相应的至少一个第一金属弓架(8)的端部(27、27.1)在后连接区域(5)中不由基体的塑料注塑包封并且和至少一个第二金属弓架(9、9.1)材料接合地连接。

8.按照权利要求5所述的装置，其特征在于，两个第二金属弓架(9、9.1)分别如此地贴靠在横梁(2、2.1)的轮廓上，使得两个第二金属弓架(9、9.1)至少部分地在横梁(2、2.1)上贴靠在装置(1、1.1)的横梁容纳区域(4)的开口(21)的区域内并且在此处和横梁(2、2.1)材料接合地连接，此外两个第二金属弓架(9、9.1)如此地成型，使所述两个第二金属弓架(9、9.1)分别在其纵向延伸上与装置(1、1.1)的前连接区域及后连接区域(15、15.1、15.2、15.3、15.4、15.5、16、16.1)的相应的至少一个导引槽部段和相应的至少一个贯穿的导引槽一致并且分别布置在其中并且两个第二金属弓架(9、9.1)的两个端部(13、13.1)分别如此地弯曲，使其能够相应地插进和/或穿过容纳套的相应容纳开口(17、17.1)中和后容纳区域的相应容纳开口(18、18.1)。

9.按照权利要求8所述的装置，其特征在于，两个第二金属弓架(9、9.1)贴靠在横梁(2、2.1)上的区域分别具有这样的宽度和高度，所述宽度大于两个第二金属弓架(9、9.1)的其余部段的直径并且所述高度分别小于两个第二金属弓架(9、9.1)的其余部段的直径。

10.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，分别在两个第二金属弓架(9、9.1)的端部(13、13.1)上设计有用于连接转向柱的螺纹。

11.按照权利要求5所述的装置，其特征在于，第二金属弓架(9、9.1)的厚度大于至少一个第一金属弓架的厚度。

12.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，

-聚合物基体的前连接区域(3)设计为壳形并且向上打开，并且分别在其沿第一金属弓架(8)的弓架部段(11、11.1)延伸的侧壁(19、19.1)上具有带至少一个容纳开口(17、17.1)的容纳套(14、14.1)，所述至少一个容纳开口(17、17.1)用于至少一个能够插入和/或穿过的第二金属弓架(9、9.1)，在侧壁(19、19.1)之间设计至少一个对角线地或者十字形地延伸的加强筋(20)和/或强化槽，并且其中在其前部端部处设计有一体式注塑的连接装置(23)；

-聚合物基体的横梁容纳区域(4)与横梁(2、2.1)的几何构造相应地并且与其贴靠地这样环绕地设计，使所述横梁容纳区域(4)在其上侧具有沿聚合物基体的整个横向延伸构造的用于容纳横梁的开口(21)并且在其下侧具有至少一个Y形、X形或者I形的加强筋(20)和/或强化槽；和

-聚合物基体的后连接区域(5)设计为壳形并且向上打开，所述后连接区域(5)具有至少一个用于第二金属弓架(9、9.1)的容纳开口(18、18.1)并且在其后端部上设计有至少一个一体式注塑的连接装置(23)。

13.按照权利要求12所述的装置，其特征在于，在前连接区域(3)中在分别构造在延伸的侧壁(19、19.1)上的容纳套(14、14.1)中为各第二金属弓架(9、9.1)构造至少一个导引槽部段(15、15.1)或者至少一个贯穿的导引槽并且所述导引槽部段或者所述导引槽分别延伸到横梁容纳区域(4)中。

14.按照权利要求12或13所述的装置，其特征在于，分别构造的容纳套(14、14.1)的外壁(24、24.1)是至少一个导引槽部段(15、15.1)或者至少一个贯穿的导引槽的组成部分。

15.按照权利要求3所述的装置，其特征在于，在横梁容纳区域(4)中，至少一个第一金属弓架(8)不由塑料覆盖或者涂覆并且在此区域中第一金属弓架(8)至少部分地材料接合地与横梁(2、2.1)连接。

16.按照权利要求3所述的装置，其特征在于，聚合物基体由聚酰胺、聚丙烯、聚甲醛、纤维复合塑料或者玻璃纤维垫热塑性塑料组成。