CN115485164A - 用于交通工具的组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于交通工具的组件1，其包括横梁2、固持装置3和板型仪器、尤其显示器5，所述横梁设置用于与两个相对于交通工具的x‑z平面彼此对置的柱子相连接，所述固持装置与所述横梁2相连接并且沿径向从所述横梁突伸并且包括两个沿y方向彼此间隔的支架4、4.1，所述固持装置具有在端侧的连接件17、17.1、18，所述板型仪器在与板型仪器的上终端相间隔的位置处与所述固持装置3的连接件17、17.1、18相连接，所述板型仪器被固持，使得所述板型仪器的操作面沿x方向指向交通工具的乘客舱。两个支架4、4.1分别以半壳的样式设计，所述半壳布置为以其敞开侧沿y方向指向，其中，设计为半壳的支架4、4.1的两个臂部8、9布置在x‑y平面中并且使这两个臂部8、9相连的连接板10布置在y‑z平面中，并且这些支架4、4.1在其两个连接点之间分别具有至少一个通过支架的几何形状提供的额定弯曲处S1、S2，这些支架在(沿x方向的)载荷下在所述额定弯曲处沿z方向和/或y方向发生弯曲。

Description

用于交通工具的组件
本发明涉及一种用于交通工具的组件，其包括横梁、固持装置和板型仪器、尤其显示器，所述横梁设置用于与两个相对于交通工具的x-z平面彼此对置的柱子相连接，所述固持装置与所述横梁相连接并且沿径向从所述横梁突伸并且包括两个沿y方向彼此间隔的支架，所述固持装置具有在端侧的连接件，所述板型仪器在与板型仪器的上终端相间隔的位置处与所述固持装置的连接件相连接，所述板型仪器被固持，使得所述板型仪器的操作面沿x方向指向交通工具的乘客舱。
越来越大的显示和操作单元、即显示器安装在机动车中。显示和操作单元是板型仪器。在许多情况下，板型仪器作为中央显示器大约居中地位于仪表盘的区域中。这些显示器以其显示或操作面指向交通工具的乘客舱，以便驾驶员和副驾驶员可以阅读其上的信息。在大多数情况下，此类显示器也作为输入单元提供。在这种情况下，显示器是触摸敏感的。由于显示器的尺寸、在许多情况下可用的空间有限以及也出于舒适性和人体工程学的原因，这种显示器不总是能够集成安装在仪表盘中，而是突出于仪表盘的上终端。也已知这样的设计方案，其中，这种突伸超出仪表盘的显示器在使用位置中可下降。
这种类型的板型仪器尤其当完全或部分突出于仪表盘的上终端时应当如此固持，使得在发生事故时它们不会增加交通工具乘员的受伤风险。为此，在文献EP 3 045 340 B1中建议将这种显示器布置在相对于显示器的背面延伸的支撑元件上。该支撑元件设计为有角的。显示器连接到沿高度方向(y-z方向)延伸的臂部上。在相对于该有角形状的外侧上，两个臂部通过由金属板簧材料构成的金属连接板连接。支撑元件设计为，使得当作用在显示器的上部区域的载荷超过一定的力时，支撑元件断裂并且显示器沿行驶方向折叠。对于这种至少以一区段从仪表盘的表面突出的板型仪器，还必须确保固持装置无损伤地承受住这样的载荷，当人例如为了帮助自己抬起而抓住显示器的上侧、即将该上侧用作把手并且将自己向上拉时，仪表盘受到该载荷作用。这种也称为误用的载荷情况不允许导致固持装置的损坏或毁坏。
由文献DE 10 2016 004 156 A1已知一种用于汽车内部的显示设备的固持装置。在该固持装置的情况下，显示设备位于方向盘前。当转向柱由于事故向上调整时，显示设备从其固持装置松开。由于该转向柱移动，显示设备从固持装置松开并且由于不再连接到支座上而不再意味着受伤风险。
由文献JP 2008-290508 A已知一种另外的用于机动车中的显示器的固持装置。该固持装置包括两个单独的、相对彼此间隔布置的支架，这两个支架以其一端部连接到仪器板横梁上。固持装置沿z方向从仪器板横梁向上突出。这被视为是需要的，以便能够在可用的安装空间中提供足够的能量吸收。除了沿z方向延伸的其以一端部连接到横梁上的臂部，这种支架还包括在其上成角度地成形的V形的支架件，由此支架的该区段在侧视图中设计为N形。集成在仪表盘中的音频单元连接到较短的平行的支架臂上，该支架臂同样沿z方向延伸。由于支架的这种设计，当力沿x方向作用在音频单元上时，沿z方向延伸的两个臂部的距离减小。相关的变形功吸收能量。为了即使在变形情况下也保持与其连接的音频单元的垂直定向，在支架的承载音频单元的臂部的连接部和倾斜的连接板之间通过材料削弱加入额定弯曲处。该支架用于固持不突出于仪表盘上侧的音频系统。因此，该支架不必满足对突伸超出仪表盘表面的显示器提出的要求。
文献JP 2013-082 362A公开了一种用于板型仪器的固持装置，其包括一个或多个支架。这些支架设计为由两个部件构成并且通过螺纹件摩擦配合地相互连接。连接到横梁的支架包括长孔，螺纹件在该长孔中导引，从而这两个部件可以相互滑动。在发生碰撞时，由于力作用，支架被推到一起。
文献DE 10 2019 113 312 A1公开了一种用于机动车的内饰的支架。
文献US 2004/0212220 A1公开了一种能量吸收支架，其在其双壳结构内包括额外的加强元件并且尽管如此在发生碰撞时仍满足能量吸收要求。
文献US 9,409,606 B2公开了一种横梁，该横梁通过长孔被削弱，以便在发生碰撞时弯曲。
文献EP 3 045 340 B1公开了一种用于板型仪器的固持装置，该固持装置的支架设计为具有蜿蜒的额定弯曲处的金属板。
根据对这种板型仪器如显示器的固持装置的法规要求，这种固持装置必须相应设计得足够软，以便不超过作用在乘员头部上的最大允许的加速度。另一方面，这种固持装置必须满足误用要求，而固持装置不发生塑性变形或毁坏。误用力被假定为大约300N，其中，尤其沿x方向(两个方向)和z方向(指向下方)的力是相关的。
在上述现有技术的背景下，本发明所要解决的技术问题是，如此改进前述类型的用于交通工具的组件，使得所述组件不仅满足乘员安全的要求，而且也适合承载板型仪器、如显示器，所述板型仪器至少以一个区段布置超出仪表盘的上侧，并且因此也满足误用要求，而且即使安装情况被约束也能安装。
所述技术问题按照本发明通过前述类型的组件解决，其中，两个支架分别以半壳的样式设计，所述半壳布置为以其敞开侧沿y方向指向，其中，设计为半壳的支架的两个臂部布置在x-y平面中并且使这两个臂部相连的连接板布置在y-z平面中，并且这些支架在其两个连接点之间分别具有至少一个通过支架的几何形状提供的额定弯曲处，这些支架在(沿x方向的)载荷下在所述额定弯曲处沿z方向和/或y方向发生弯曲。
在该实施方式的范畴内使用的方向取向以及平面定向(x,y,z)是通常在交通工具中使用的方向取向或平面定向。因此，x方向对应于交通工具的纵向延伸，y方向对应于相对x方向的横向并且z方向对应于高度方向。对于与两个翼板的臂部的空间位置有关的平面(y-z平面和x-z平面)，其不应严格从几何学上理解。而是，只要在实际空间位置(IST-Raumlage)向严格几何平面的投影中，投影映射实际空间位置的大部分，空间位置就可以偏离严格几何平面。偏差优选不超过±40°。这同样适用于方向数据。
所述组件的两个支架设计为半壳。这两个半壳布置在组件中，使得半壳的敞开侧布置为指向y方向。根据一个实施例规定，半壳的敞开侧布置为指向彼此。每个半壳具有两个位于x-y平面中的臂部和使这两个臂部相连的连接板。连接板布置在y-z平面中。
为了确保在作用在显示器上的加速度超过某个确定水平的情况下通过在定义点处的弯曲来调整显示器，支架具有至少一个在这种情况下弯曲的额定弯曲处。该额定弯曲处设计为，使得在由事故引起的剪切载荷(沿x方向的载荷方向)作用在显示器的上终端上时，支架沿z方向和/或y方向弯曲。支架的弯曲方向因此沿相对于作用在其上的加速度的横向延伸。
支架以沿x方向从横梁突伸的方式连接到横梁上。因此，横梁作为在任何情况下稳定的构件构成支座，抵抗要通过弯曲吸收的、作用在显示器上的加速度，从而导致对显示器的所需调整和能量吸收。板型仪器的上终端沿z方向与支架的上终端相间隔。如果显示器就其高度而言尽可能从仪表盘的上侧突出，则支架将连接到显示器的下部区域上。作用在显示器上的加速度导致支架产生弯曲力矩，因此当相应地施加力时支架在预定的额定弯曲处弯曲，该加速度通常在事故情况下由交通工具乘员的头部撞击引入。额定弯曲处通过支架在额定弯曲处的区域中的几何形状提供。当支架要沿z方向、即围绕沿y方向延伸的弯曲轴线弯曲时，这可以通过连接板沿z方向的高度调节。在此，弯曲方向也将由几何形状预先确定。弯曲在此应当沿z方向向上发生。为此，这样的支架在其上侧的几何形状方面在额定弯曲处的区域中具有凹形造型，其中，沿y方向延伸的弯曲轴线布置在该形状结构的顶点的区域中。通常，下臂在其x-y平面中的延伸走向至少在额定弯曲处的区域中遵循上臂的延伸走向。有利的是，这种用于提供额定弯曲处的几何形状预设在沿x方向受到相应的加速度或作用在其上的力的情况下做出反应，但在误用、例如当乘员抓住显示器的上边缘以便直起身时拉力作用在其上的情况下不做出反应。
针对在发生事故时即使加速度或力作用在板型仪器上并且在支架的高度上耦合到支架中也应当提供挠性的情况规定，支架另外具有额定弯曲处，在该额定弯曲处，参照额定弯曲处更靠近显示器的支架区段沿y方向相对于参照额定弯曲处位于另一侧的支架区段弯曲或拐弯。这可以通过两个支架中的沿y方向具有错移的挠曲部来实现，由此被挠曲部分开的两个支架区段在其纵向延伸段对齐的情况下沿y方向相对彼此错移，并且通过挠曲部错移的支架区段在其对齐的情况下沿y方向不重叠。在沿x方向作用在这种支架上的载荷下，挠曲部作为铰链起作用。挠曲部的轴线通常沿z方向延伸。在这种设计方案中，承载连接件的支架区段可以与挠曲部的错移方向相反地倾斜，由此该支架区段具有用于激活额定弯曲处的某个预设。视支架的设计而定，相对于几何的x方向的16°至18°之间的倾斜角是足够的。横梁连接侧的另一支架区段不一定必须具有这样的预设。挠曲部优选位于支架的纵向延伸段的中心之外，更确切地说朝着支架与横梁的连接部的方向错移。在这种情况下，承载板型仪器的支架区段更长并且以相应更大的杠杆作用在额定弯曲处上。因此，也可以通过该支架区段的长度影响额定弯曲处的反应。
在支架的设计方面有利的是，支架在与横梁的实际连接部之前的区段中具有比在相邻的具有至少一个额定弯曲处的支架区段中更高的弯曲刚度。因此，弯曲支座从横梁朝额定弯曲处的方向移动。
支架设计为半壳并且半壳具有成角度地在连接板上成形的臂部允许根据不同的要求进行个性化调整，因为可以简单地通过相应的臂部高度或臂部宽度影响刚度或弯曲性能。用于影响弯曲性能的其它措施如不同的材料厚度、不同金属组织的构造等也是可能的。也可以考虑在连接臂部的连接板上设置一个或多个留空部。
对于该固持装置还应当强调的是，它仅需要连接到仪器板横梁上。在优选实施例中也是这种情况。因此，该固持装置适用于构成上述类型的组件，在该组件的情况下可以仅使用相对小的安装空间。
以下参照附图借助实施例描述本发明。在附图中：
图1示出用于交通工具的组件的立体图，该组件包括横梁和通过固持装置连接在横梁上的显示器；
图2示出固持装置的在图1中左侧的支架的侧视图；
图3示出图2的支架的俯视图；
图4示出前述附图的支架的立体图；和
图5示出前述附图的支架从不同方向观察的立体图。
用于交通工具的组件1包括仪器板横梁2，图1中仅示出该仪器板横梁的一部分。为简单起见，横梁2在图中设计为管子。横梁也可以具有其它横截面几何形状，也可以例如由两个罩壳组成，以便建造这种横梁所需的空腔型材。除了横梁2之外，组件1还包括固持装置3。所述固持装置具有两个支架4、4.1。这两个支架4、4.1相对于y-z平面镜像对称。支架4、4.1以其一端部连接到横梁2，更确切地说通过焊接连接。焊接连接在外侧遵循支架4、4.1的轮廓。横梁2和支架4、4.1均是钢制件。支架4、4.1沿y方向彼此间隔地布置。在支架的与横梁2相对置的端部处，固持装置3的支架4、4.1连接到作为示例性的板型仪器的显示器5的背面上。如在图1中可看到的那样，在显示器的下半部上在距下终端的较小间距处实现支架4、4.1在显示器5上的连接。显示器5因此沿高度方向(z方向)偏心地连接到固持装置3上。支架4、4.1沿z方向与显示器5的上终端6的距离明显大于支架4、4.1与显示器的下终端7的距离。
如以下借助支架4所解释的那样，支架4、4.1具有额定弯曲处，以便在显示器5的上终端6例如由于乘员头部的碰撞受到加速度作用的情况下，显示器5以其上终端6朝向横梁2拐弯以便避免或减少受伤风险。如果从乘客舱的方向指向显示器的操作面对显示器5的碰撞较小地作为倾斜载荷起作用，由此弯曲力矩耦合到相应的支架4、4.1中，但较大地作为沿x方向的载荷在显示器5的高度上起作用，则支架4、4.1发生弯曲，由此减小显示器5与横梁2之间的距离。支架4、4.1因此用于吸收能量并且设计为在弯曲情况下不断裂。
支架4、4.1沿y方向相对于显示器5在该方向上的延伸部相对远地彼此间隔开，并且仅在距显示器5的沿y方向指向的侧面终端的较小距离处连接在显示器上。支架4、4.1从横梁2沿x方向突伸。
以下对支架4的描述同样适用于设计为相对于支架4镜像对称的支架4.1。
支架4设计为半壳并且具有上臂8和沿z方向与该上臂间隔开的下臂9。这两个臂部8、9通过连接板10相互连接。在所示实施例中，在连接板10中不设有开口。两个臂部8、9位于x-y平面中。连接臂部8、9的连接板10位于y-z平面中。臂部8、9以形成半径的方式与连接板10邻接。该半径是支架4的制造过程的结果，该支架被制造为由钢板制成的冲弯件。显示器5连接在连接侧10上，在连接侧10处水平放置的臂部8、9在其端部区段加宽(参见图3和图4)，以便使臂部可以装配连接件，从而能够将显示器5连接在连接件上。在所示实施例中，这些连接件是用于被螺栓紧固件(图中未示出)贯穿的圆形开口12、12.1。从图5可以看出，压紧螺母13与下臂9的相关加宽部的下侧面相连接，螺栓紧固件可以固定在该压紧螺母的内螺纹中，其中，该螺栓紧固件以其杆部穿过上臂8的开口12和显示器5的连接件14。
支架4的几何形状设计为使得支架具有第一额定弯曲处S1，当由事故引起的加速度作用在显示器5的上终端6上时，支架4通过该第一额定弯曲处沿z方向弯曲，如在图2中由箭头所示的那样。额定弯曲处S1由上臂8的延伸部的凹形设计的区段15提供。在图2的侧视图中，该凹形设计可以由上臂8的沿x方向改变的空间位置看到。在支架4弯曲的情况下，在x方向上沿碰撞方向位于额定弯曲处S1后的横梁2作为支座起作用。在提供横梁连接部16的支架区段中，臂部8、9具有较大的宽度(参见图3和图4)，该宽度沿着弯曲轮廓朝向额定弯曲处S1减小。由于臂部8、9的增大的宽度，一方面用于将支架4与横梁2接合的接合面扩大。同时，由此还增加了支架4在其横梁连接部16的区域中的较高的弯曲刚度，以便定义额定弯曲处S1，在该额定弯曲处，连接侧的支架区段相对于另一个支架区段弯曲或拐弯，以便吸收能量。在所示实施例中，支架4的上臂8中的凹形区段15由支架4在其具有横梁连接部16的区段相对于具有连接侧11的支架区段的倾斜的过渡部提供，额定弯曲处S1位于凹形区段的顶点中。如从图2的侧视图可以看出，这两个支架区段相对彼此布置为V形，由此规定沿z方向向上的弯曲方向。在这方面，通过支架4的该几何形状提供关于定义弯曲方向(z方向)的预设。额定弯曲处S1的弯曲轴线沿y方向延伸。
从图3的俯视图中可以看出，支架4在x-y平面中弯曲成S形，由此形成挠曲部。该挠曲部的错移指向y方向。通过挠曲部相对彼此错移的支架区段在(x方向)对齐时不重叠。通过该几何形状，在支架4中提供额定弯曲处S2，在该额定弯曲处中，当沿x方向对显示器5相应地施加力时，支架4沿y方向朝向横梁2弯曲。该额定弯曲处S2的弯曲轴线沿z方向延伸。
横梁连接侧的支架区段在y-z平面中成直角地与横梁2邻接。通过额定弯曲处S2与该支架区段间隔开的连接侧的支架区段相对于该连接方向倾斜，更确切地说在所示实施例中以大约14°的角度α倾斜。逆着挠曲部的错移方向设置的这种倾斜用作激活额定弯曲处S2的预设。
支架4因此具有额定弯曲处S1、S2，借助这些额定弯曲处，该支架可以沿两个方向弯曲以便吸收能量。
对于支架4，连接板10的高度在到关于其臂部8、9加宽的端部区段的过渡部中减小(尤其参见图2)。在所示实施例中，这种高度减小仅在支架4的上臂8的区域中以挠曲部的形式实现。这种在短距离上设计的挠曲部具有加固作用，从而通过显示器5耦合到支架4中的力被传递到额定弯曲处S1、S2。在横梁连接部16的区域中，该按曲柄样式设计的挠曲部还具有使实际支座朝向额定弯曲处S1、S2移动的效果。
被这两个额定弯曲处S1、S2分成两个支架区段的支架4设计为，具有横梁连接部16的支架区段是较短的支架区段。因此，由仪表连接侧的支架区段施加在额定弯曲处S1、S2上的杠杆相应地更大。
在该设计中，弯曲所需的力可以根据分别与交通工具相关的应用情况来调节，例如通过相应地调整臂部8、9的宽度、由挠曲部提供的预设或者连接板10的高度进行，以便仅提到主要影响量。因此，固持装置3的支架4、4.1可以非常精确地调节到在事故情况下要吸收的力。使用两个支架4、4.1还允许它们可以在碰撞性能方面不同地设计，例如因为驾驶员侧的支架沿x方向位于方向盘后面并且因此在显示器的这一侧需要与显示器的副驾驶员侧的终端不同的碰撞性能。
组件1的支架4、4.1在仪表连接侧具有相对小的高度。结合支架4、4.1在显示器5的下终端7的区域中的连接，由此提供相对大的杠杆，在显示器5的上终端6的区域中由事故引起的加速度载荷的情况下，显示器通过该杠杆被调整。
固持装置3的支架4、4.1的上述设计清楚地表明，作用在显示器5的上终端6上的拉力不会导致支架4、4.1的变形，至少不会被这样的力变形，在使用者误把显示器5的上终端6用作把手以便直起身的情况下，该力被耦合到显示器5中。
在实施例中参照附图描述的支架由钢板制成。当然，作为该材料的替代，也可以使用其它材料、例如铝合金。当然也可以使用非金属材料。
本发明已经参照附图借助实施例描述。在不脱离有效的权利要求的范围的情况下，技术人员可以得到许多另外的设计方案，而不必在实施方式的范畴内详细说明。
附图标记列表
1 组件
2 仪器板横梁
3 固持装置
4、4.1 支架
5 显示器
6 上终端
7 下终端
8 上臂
9 下臂
10 连接板
11 连接侧
12、12.1 开口
13 压紧螺母
14 连接件
15 凹形区段
16 横梁连接部
α 角度

Claims (13)

1.一种用于交通工具的组件，其包括横梁(2)、固持装置(3)和板型仪器、尤其显示器(5)，所述横梁设置用于与两个相对于交通工具的x-z平面彼此对置的柱子相连接，所述固持装置与所述横梁(2)相连接并且沿径向从所述横梁突伸并且包括两个沿y方向彼此间隔的支架(4、4.1)，所述固持装置具有在端侧的连接件(12、12.1、13)，所述板型仪器在与板型仪器的上终端相间隔的位置处与所述固持装置(3)的连接件(12、12.1、13)相连接，所述板型仪器被固持，使得所述板型仪器的操作面沿x方向指向交通工具的乘客舱，其特征在于，两个支架(4、4.1)分别以半壳的样式设计，所述半壳布置为以其敞开侧沿y方向指向，其中，设计为半壳的支架(4、4.1)的两个臂部(8、9)布置在x-y平面中并且使这两个臂部(8、9)相连的连接板(10)布置在y-z平面中，并且这些支架(4、4.1)在其两个连接点之间分别具有至少一个通过支架的几何形状提供的额定弯曲处(S1、S2)，这些支架在(沿x方向的)载荷下在所述额定弯曲处沿z方向和/或y方向发生弯曲。
2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述支架(4、4.1)具有通过其几何形状提供的额定弯曲处(S1)，所述支架在沿x方向的载荷下在所述额定弯曲处(S1)沿z方向发生弯曲。
3.根据权利要求1或2所述的组件，其特征在于，所述支架(4、4.1)分别具有额定弯曲处(S2)，所述支架在沿x方向的载荷下在所述额定弯曲处(S2)沿y方向发生弯曲。
4.根据权利要求3所述的组件，其特征在于，所述支架(4、4.1)在支架于x-y平面的投影中具有指向y方向的挠曲部，所述挠曲部具有这样的错移，使得通过挠曲部相对彼此错移的两个支架区段在它们的纵向延伸段对齐的情况下沿y方向不重叠。
5.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，承载所述连接件的支架区段与所述挠曲部的错移方向相反地倾斜。
6.根据权利要求5所述的组件，其特征在于，倾斜角处于12°至18°之间。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的组件，其特征在于，在沿x方向的载荷下支架(4、4.1)在额定弯曲处(S1)沿z方向发生弯曲，为了构造该额定弯曲处(S1)，所述支架(4、4.1)具有沿其纵向延伸段凹形设计的区段(15)，所述区段的顶点轴线沿y方向延伸。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的组件，其特征在于，通过所述支架(4、4.1)的所设计的几何形状，所述支架在与至少一个额定弯曲处(S1、S2)朝支架的横梁连接部(16)的方向相间隔的位置处具有比在额定弯曲处(S1、S2)的区域中更高的弯曲刚度。
9.根据权利要求8所述的组件，其特征在于，为了提高支架(4、4.1)的弯曲刚度，所述支架朝横梁连接部(16)的方向增加支架的位于x-y平面中的臂部(8、9)的宽度。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的组件，其特征在于，与半壳的臂部(8、9)相连的连接板(10)在与支架(4、4.1)的两个连接区段相邻处的高度相对于位于这两个连接区段之间的支架区段减小。
11.根据权利要求10所述的组件，其特征在于，通过所述支架(4、4.1)的上臂(8)的设在y-z平面中的挠曲部实现所述连接板(10)的高度的减小。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的组件，其特征在于，所述支架(4、4.1)的位于x-y平面中的下臂(9)在外侧分别具有用于固定紧固螺栓的作为连接件的压紧螺母(13)，所述紧固螺栓以其杆部穿过所述支架(4、4.1)的位于x-y平面中的上臂(8)中的开口(12)以及所述板型仪器的布置在支架(4、4.1)的位于x-y平面中的臂部(8、9)之间的连接件(14)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的组件，其特征在于，所述支架(4、4.1)作为冲弯件由钢板制造。
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