DE102007002431A1

DE102007002431A1 - Lenksäulenträger

Info

Publication number: DE102007002431A1
Application number: DE102007002431A
Authority: DE
Inventors: Daisuke Soja Watanabe
Original assignee: Asteer Co Ltd
Current assignee: Asteer Co Ltd
Priority date: 2006-01-27
Filing date: 2007-01-17
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2027-01-18
Also published as: US7320290B2; DE102007002431B4; US20070175375A1; JP4119919B2; JP2007196875A

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt einen Lenksäulenträger 1 mit einem Aufnahmehauptkörper 12, der an das Armaturenbrett-Querelement 2 von unten angelegt wird, und einer Gabelplatte 11, die das Armaturenbrett-Querelement 2 von oben überspannt, damit sie über den Aufnahmehauptkörper 2 gespannt wird, bereit. Der Aufnahmehauptkörper 12 wird zu einer Querschnittsnutform ausgebildet, indem jeweilige untere Kanten eines symmetrischen Paars von Anschlagplattenabschnitten 122, 122 und ein Montageplattenabschnitt 121 einteilig gekoppelt werden. Der Montageplattenabschnitt 121 stellt einen Montageabschnitt für die Lenksäule bereit. Jeder Anschlagplattenabschnitt 122 ist in einer Form von Doppelspitzen ausgebildet, die eine Kerbenkante 1221 umfassen, die zwischen den Doppelspitzen liegt und entlang einer Querschnittsform des Armaturenbrett-Querelements 2 geformt ist, wobei eine geneigte Vorderkante 1222, eine geneigte Hinterkante 1224 auf Tangenten L, L am Armaturenbrett-Querelement 2 ausgerichtet sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lenksäulenträger zum Abstützen einer Lenksäule an einem Armaturenbrett-Querelement (auch Instrumentenbrett-Querelement, Lenkabstützung oder Autoquerbalken genannt), um als Montagebasisabschnitt für die Lenksäule zu wirken.
In dieser Erfindung sind eine Vorwärts-Rückwärts-Richtung und eine Rechts-Links-Richtung am Armaturenbrett-Querelement und am Lenksäulenträger als Vorwärts-Rückwärts-Richtung bzw. Breitenrichtung eines Fahrzeugs definiert.

Hintergrund der Erfindung

Ein Lenksäulenträger wird an einem Armaturenbrett-Querelement befestigt, das über einen Fahrzeugkarosserierahmen in einer Breitenrichtung an der Vorderseite des Sitzes eines Fahrers gespannt ist, um als Montagebasisabschnitt zum Abstützen der Lenksäule am Armaturenbrett-Querelement zu fungieren. In der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-062649 liegen ein Stützelement 5a und ein Stützelement 5b, die dem Lenksäulenträger entsprechen, in Formen von Schienenstükken mit nutartigen Querschnittsformen vor, wobei halbkreisförmige Kerben in den oberen Kanten ausgebildet sind und über eine untere Hälfte eines Umfangs des Stützelements 3 angefügt und an ein Stützelement 3 entsprechend dem Armaturenbrett-Querelement geschweißt sind. Eine Lenksäule SC, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-062649 offenbart ist, ist angeordnet, während sie in einer Zwischenposition zwischen den Stützelementen 5a, 5b nach hinten geneigt ist und durch Befestigen entgegen gesetzter Enden einer Strebe 51, die die Lenksäule SC bedeckt, an unteren Flächen beider Stützelemente durch Schrauben abgestützt ist.

In der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-193109 erstreckt sich ein Lenksäulen-Stützelement 9, das dem Lenksäulenträger entspricht, in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung eines Fahrzeugs von einem Lenkstützelement 10, das dem Armaturenbrett-Querelement entspricht, und ist aus einer oberen Platte 11 und einer unteren Platte 12 gebildet, die in oberen und unteren Positionen angeordnet sind, wobei das Armaturenbrett-Querelement zwischen sie eingefügt ist. Die obere Platte 11 und die untere Platte 12 sind mit bogenförmigen Abschnitten 11a und 12a versehen, die jeweils in Zwischenpositionen in der Vorwärts-Rück-wärts-Richtung angeordnet sind und so gekrümmt sind, dass sie achsensymmetrisch sind. Das Lenksäulen-Stützelement 9 wird durch sandwichartiges Einfügen des Armaturenbrett-Querelements zwischen beide bogenförmigen Abschnitte 11a und 12a montiert.

Daneben gibt es ein Stützelement 20 mit einem Öffnungsabschnitt 21 und entsprechend dem Lenksäulenträger der Erfindung, wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-256082 offenbart. Der Öffnungsabschnitt 21 des Lenksäulenträgers in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-256082 besitzt eine Form gleich einer äußeren Form einer Verstärkung 10 entsprechend dem Armaturenbrett-Querelement, z.B. eine kreisförmige hohle Querschnittsform. Dieser Lenksäulenträger wird durch Extrusionsformen einer Leichtlegierung, wie beispielsweise einer Aluminiumlegierung, ausgebildet.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Eine hohe Steifigkeit ist für den Lenksäulenträger und das Armaturenbrett-Querelement für den Zweck der Erhöhung einer Resonanzfrequenz eines Lenkrades erforderlich, um zu verhindern, dass das am oberen Ende der Lenksäule montierte Lenkrad in einer vertikalen Richtung schwingt, was durch die Schwingung der Fahrzeugkarosserie hervorgebracht wird. Diese Resonanz erscheint als Torsionsschwin gungen hauptsächlich deshalb, da die Schwingung der Fahrzeugkarosserie verursacht, dass die Lenksäule in der vertikalen Richtung schwingt, und eine Last (nachstehend als "vertikale Last" bezeichnet), die durch die vertikale Schwingung der Lenksäule hervorgebracht wird, auf das Armaturenbrett-Querelement über den Lenksäulenträger übertragen wird, wodurch eine Torsionslast am Armaturenbrett-Querelement erzeugt wird. Wenn die Kopplungssteifigkeit des Lenksäulenträgers und des Armaturenbrett-Querelements unzureichend ist, regt eine Verformung zwischen dem Lenksäulenträger und dem Armaturenbrett-Querele-ment die Torsionsschwingung weiter an. Daher muss der Lenksäulenträger mit dem Armaturenbrett-Querelement mit hoher Steifigkeit gekoppelt werden. Im Lenksäulenträger ist folglich eine Funktion zum wirksamen Übertragen der auf den Lenksäulenträger aufgebrachten vertikalen Last auf das Armaturenbrett-Querelement als Torsionslast erforderlich. Um die Funktion zu verwirklichen, ist es bevorzugt, dass ein Schweißbereich, in dem der Lenksäulenträger mit dem Armaturenbrett-Querelement gekoppelt ist, einen breiteren Bereich abdeckt.

In diesem Punkt werden die Lenksäulenträger, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-062649 offenbart sind, ausgebildet, indem einfach Platten in Nutformen im Wesentlichen eines umgekehrten Huts im Querschnitt gebogen werden, und werden daher nur an die untere Hälfte des Umfangs des Armaturenbrett-Querelements geschweißt. Folglich werden die Lenksäulenträger, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-062649 offenbart sind, nicht als in der Lage, die Steifigkeitsanforderungen ausreichend zu erfüllen, betrachtet. Andererseits besitzt der Lenksäulenträger, der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-193109 offenbart ist, den Vorteil einer höheren Steifigkeit gegenüber der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-062649 aufgrund der Struktur, in der das Armaturenbrett-Querelement vertikal zwischen die obere Platte und die untere Platte, die beide komplizierte Querschnittsformen aufweisen, sandwichartig eingefügt ist.

Der Lenksäulenträger in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-193109 besitzt jedoch eine Ein-Element-Struktur, bei der die rechten und linken Trägereinheiten miteinander integriert sind und es daher schwierig ist, einen breiten Schweißbereich an einem Zwischenabschnitt der Trägereinheiten an das Armaturenbrett-Querelement zu bilden. Folglich ist es unmöglich, eine ausreichende Schweißlänge am ganzen Lenksäulenträger sicherzustellen. Folglich wird der Lenksäulenträger in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-193109 nicht als in der Lage, die Last von der Lenksäule ausreichend auf das Armaturenbrett-Querelement zu übertragen, betrachtet. Die komplizierte Querschnittsform des Lenksäulenträgers, die von der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-193109 verwendet wird, um die Steifigkeit zu verbessern, muss überdies als pressgeformte Produkte mit zwei tiefgezogenen Formen nahe beieinander als obere und untere Elemente ausgestaltet werden. Dies führt zu Nachteilen einer schwierigeren Herstellung der oberen und unteren Elemente und von höheren Herstellungskosten.

Von nur einem Steifigkeitsgesichtspunkt würde es im Fall des Lenksäulenträgers, der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-256082 offenbart ist und der über das Armaturenbrett-Querelement gepresst ist und an diesem befestigt ist, scheinen, dass die auf den Lenksäulenträger aufgebrachte Last über einen breiten Bereich auf das Armaturenbrett-Querelement übertragen wird. Der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-256082 offenbarte Lenksäulenträger wird jedoch durch Extrusionsformen der Leichtlegierung, wie z.B. der Aluminiumlegierung, erhalten und folglich ist es kontrovers, dass die Herstellungskosten teuer werden.

Daher untersucht der Erfinder der vorliegenden Erfindung die Struktur eines Lenksäulenträgers, der die Anforderungen von nicht nur Steifigkeit und Funktion, sondern auch als Kraftfahrzeugelemente der Gewichtsverringerung und von niedrigeren Herstellungskosten erfüllen kann.

Infolge der Untersuchung entwickelt der Erfinder einen Lenksäulenträger mit einem Aufnahmehauptkörper, der von unten an das Armaturenbrett-Querelement angelegt wird, einer Gabelplatte, die das Armaturenbrett-Querelement von oben überspannt, um über den Aufnahmehauptkörper gespannt zu werden, der Aufnahmehauptkörper wird zu einer Querschnittsnutform ausgebildet, indem jeweilige untere Kanten eines symmetrischen Paars von Anschlagplattenabschnitten und entsprechende entgegen gesetzte Enden eines Montageplattenabschnitts einteilig gekoppelt werden, der Montageplattenabschnitt stellt einen Montageabschnitt für die Lenksäule bereit, jeder der Anschlagplattenabschnitte wird in einer Form von Doppelspitzen gebildet, die eine Kerbenkante umfassen, die zwischen den Doppelspitzen liegt und entlang einer Querschnittsform des Armaturenbrett-Quer-elements geformt ist, wobei eine geneigte Vorderkante und eine geneigte Hinterkante auf Tangenten am Armaturenbrett-Querelement ausgerichtet sind, beide Kerbenkanten werden an das Armaturenbrett-Querelement von unten angelegt und geschweißt, die Gabelplatte besitzt eine Zwischenabschnittfläche, die mit dem Armaturenbrett-Querelement von oben in Kontakt gebracht wird, und eine Vorderabschnittfläche und eine Hinterabschnittfläche, die vom Armaturenbrett-Querelement so hervorragen, dass sie auf die Tangenten am Armaturenbrett-Querelement ausgerichtet sind, wobei die geneigten Vorderkanten und die geneigten Hinterkanten beider Anschlagplattenabschnitte des Aufnahmehauptkörpers, die auf die Tangenten am Armaturenbrett-Querelement ausgerichtet sind, jeweils mit der Vorderabschnittfläche und der Hinterabschnittfläche von unten in Kontakt gebracht werden, die Seitenkanten der Zwischenabschnittfläche der Gabelplatte werden an das Armaturenbrett-Querelement geschweißt und die geneigten Vorderkanten und die geneigten Hinterkanten des Aufnahmehauptkörpers werden jeweils an die Vorderabschnittfläche und die Hinterabschnittfläche der Gabelplatte geschweißt. Hier bedeutet der in dieser Erfindung beschriebene Begriff "Schweißlänge" eine Länge, über die das Schweißen ausgeführt werden kann. Ein Schweißmuster ist nicht eingeschränkt. Das Schweißen kann auf der Schweißlänge kontinuierlich oder diskontinuierlich ausgeführt werden.

Im Lenksäulenträger der vorliegenden Erfindung formt sich eine Kombination des Aufnahmehauptkörpers und der Gabelplatte zu einer Trägereinheit. Sie kann eine Ein-Element-Struktur übernehmen, bei der nur eine Trägereinheit mit einem Paar von rechten und linken Montageabschnitten für die Lenksäule, die für den Montageplattenabschnitt des Aufnahmehauptkörpers vorgesehen sind, am Armaturenbrett-Querelement montiert wird. Die Ein-Element-Struktur ist von einem Gesichtspunkt der Verringerung der Anzahl von Teilen vorteilhaft. In der vorliegenden Erfindung ist es jedoch bevorzugt, dass der Lenksäulenträger eine Zwei-Element-Struktur ist, die jeweils durch den Aufnahmehauptkörper und die Gabelplatte als Trägereinheit mit dem Montageabschnitt definiert ist, der am Montageplattenabschnitt des Aufnahmehauptkörpers ausgebildet ist, um beide Seiten der Lenksäule abzustützen, und in Paaren am Armaturenbrett-Querelement angeordnet wird. In dieser Zwei-Element-Struktur wird eine Schweißlänge der Kerbenkanten, die den Aufnahmehauptkörper mit dem Armaturenbrett-Querelement verschweißt, im Vergleich zur Ein-Element-Struktur vergrößert. Folglich ist es möglich, die erforderliche Steifigkeit des Lenksäulenträgers zu verbessern und ferner eine Funktion der wirksamen Übertragung der vertikalen Last von der Lenksäule auf das Armaturenbrett-Querelement über einen ganzen breiten Bereich zu erhalten.

Im Lenksäulenträger der Erfindung wird die Steifigkeit folgendermaßen verstärkt. Erstens wird im Lenksäulenträger der Erfindung der Aufnahmehauptkörper, der an das Armaturenbrett-Querelement von unten angelegt wird, durch die Gabelplatte umschlungen, die das Armaturenbrett-Querelement von oben überspannt. Daher wird eine Länge eines Kantenteils des Elements in Kontakt mit dem Armaturenbrett-Querelement vergrößert, so dass die Schweißlänge am Armaturenbrett-Querelement verlängert wird. Ferner wird im Lenksäulenträger der Erfindung das Aufnahmeelement mit einer Querschnittsnutform mit der Gabelplatte und dem Armaturenbrett-Querelement geschlossen, um seinen geschlossenen Querschnitt zu bilden und dadurch die Steifigkeit des Trägers zu verbessern. In diesem Fall werden der Aufnahmehauptkörper, die Gabelplatte und das Armaturenbrett-Querelement aneinander geschweißt, so dass die vertikale Last, die von der Lenksäule aufgebracht wird, auf das Armaturenbrett-Querelement über den ganzen breiten Bereich übertragen wird. Eine kürzere Breite des Montageplattenabschnitts, der die untere Fläche des Aufnahmehauptkörpers mit einer Nutform ist, vermindert ferner die Abstände vom Montageabschnitt, wie z.B. den Löchern für Schrauben oder Muttern, zu den Anschlagplattenabschnitten. Mit anderen Worten, die Breite des Aufnahmehauptkörpers kann bis zu einer Länge verkürzt werden, die im Wesentlichen gleich einem Außendurchmesser der Mutter oder des Kopfs der Schraube ist. Dies verwirklicht die Verstärkung der Steifigkeit des Montageplattenabschnitts. Folglich kann fer ner die Nutform des Aufnahmehauptkörpers insofern nach oben konisch erweitert werden, als die Anschlagplattenabschnitte, die beide Seitenflächen des Aufnahmehauptkörpers bilden, sich unter Verbreiterung erstrecken.

Hier sind die geneigten Vorderkanten und die geneigten Hinterkanten des Aufnahmehauptkörpers so ausgebildet, dass sie auf Tangenten am Armaturenbrett-Querelement ausgerichtet sind. Die Vorderabschnittfläche und die Hinterabschnittfläche der Gabelplatte, die mit den jeweiligen geneigten Kanten in Kontakt gebracht werden, erstrecken sich jeweils entlang Richtungen der Tangenten am Armaturenbrett-Querelement. Folglich zieht die vertikale Last, die auf den Aufnahmehauptkörper aufgebracht wird, nur die Vorderabschnittfläche und die Hinterabschnittfläche der Gabelplatte entlang ihrer Ausdehnungsrichtungen, wodurch die vertikale Last zuverlässig auf das Armaturenbrett-Querelement übertragen wird, ohne die Gabelplatte in Form einer flachen Platte zu verformen. Das Einschränken der Zugrichtungen des Armaturenbrett-Querelements durch die Gabelplatte, wie in den Richtungen der vorstehend erwähnten Tangenten, ist vorteilhaft, um die Plattenverformung des Armaturenbrett-Querelements zu unterdrücken und dadurch die Steifigkeit des Armaturenbrett-Querelements höher zu halten. Der Aufnahmehauptkörper und die Gabelplatte werden durch Schweißen, wie beispielsweise Kehlnahtschweißen, verbunden, nicht durch herkömmliche Verwendung von Flanschen verbunden, während die geneigten Vorderkanten und die geneigten Hinterkanten des Aufnahmehauptkörpers mit der Vorderabschnittfläche und der Hinterabschnittfläche der Gabelplatte von unten in Kontakt gebracht werden. Dies bewirkt einen Vorteil, dass Probleme, wie z.B. eine durch Verformung der Flansche verringerte Steifigkeit, vermieden werden können.

Der Aufnahmehauptkörper kann mit einem Verstärkungsabschnitt ausgebildet werden, der sich in einer zum Anschlagplattenabschnitt senkrechten Richtung wölbt oder vertieft ist. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass der Verstärkungsabschnitt die Kerbenkante erreicht und dass die Kerbenkante in Form einer Krümmung in einer Draufsicht geformt wird. Ein solcher Verstärkungsabschnitt verbessert die Steifigkeit des Anschlagplattenabschnitts des Aufnahmekörpers, der beispielsweise unter der aufgebrachten vertikalen Last am stärksten für eine Verformung anfällig ist, um dadurch die Steifigkeit des ganzen Lenksäulenträgers zu verbessern. Außerdem kann der Aufnahmehauptkörper mit zumindest einem vertieften Abschnitt teilweise an einer gebogenen Kante gebildet werden, die zwischen dem Anschlagplattenabschnitt und dem Montageplattenabschnitt geformt ist. Der vertiefte Abschnitt besitzt auch eine Funktion des Haltens der Formen der gebogenen Kanten, um Biegebeziehungen zwischen den Anschlagplattenabschnitten und dem Montageplattenabschnitt aufrechtzuerhalten. Durch Bereitstellung des Verstärkungsabschnitts und des vertieften Abschnitts am Aufnahmehauptkörper ist folglich der Aufnahmehauptkörper der vorliegenden Erfindung nicht mehr das einfache Element mit der Querschnittsnutform und kann seine hohe Steifigkeit unter Beibehalten einer einfachen Struktur verwirklichen.

Wie vorstehend beschrieben, überträgt der Lenksäulenträger der Erfindung die von der Lenksäule auf den Aufnahmehauptkörper aufgebrachte vertikale Last als Torsionslast auf das Armaturenbrett-Querelement durch den breiten Bereich in einer solchen Weise, dass die Vorderabschnittfläche und die Hinterabschnittfläche der Gabelplatte in ihren Ausdehnungsrichtungen gezogen werden. Die Torsionslast wird auf das Armaturenbrett-Querelement ohne Änderung übertragen, wobei eine ausreichende Steifigkeit des Lenksäulenträgers, in den die Gabelplatte und der Aufnahmehauptkörper integriert sind, wie in der vorliegenden Erfindung gezeigt, gezeigt wird. Um die Steifigkeit des Lenksäulenträgers zu verbessern, kann daher übernommen werden, dass jeder der Anschlagplattenabschnitte mit einer Vorderendkante ausgebildet wird, die die geneigte Vorderkante schneidet und sich von einem Ende der geneigten Vorderkante nach unten in Richtung des Montageplattenabschnitts erstreckt, dass die Vorderabschnittfläche der Gabelplatte teilweise in Richtung der Vorderendkanten gebogen wird und dass die Vorderendkanten mit der teilweise gebogenen Vorderabschnittfläche in Kontakt gebracht und an diese geschweißt werden. Ebenso kann übernommen werden, dass jeder der Anschlagplattenabschnitte mit einer Hinterendkante ausgebildet wird, die die geneigte Hinterkante schneidet und sich von einem Ende der geneigten Hinterkante nach unten in Richtung des Montageplattenabschnitts erstreckt, dass die Hinterabschnittfläche der Ga belplatte teilweise in Richtung der Hinterendkanten gebogen wird und dass die Hinterendkanten mit der teilweise gebogenen Hinterabschnittfläche in Kontakt gebracht und an diese geschweißt werden.

Ungeachtet einer solchen einfachen Struktur des Aufnahmehauptkörpers und der Gabelplatte besitzt der Lenksäulenträger der Erfindung eine hohe Steifigkeit gegen Verformung und die Funktion der zuverlässigen Übertragung der von der Lenksäule aufgebrachten Torsionslast auf das Armaturenbrett-Querelement. Die hohe Steifigkeit und die Funktion der Übertragung der Torsionslast ist zum großen Teil der geschlossenen Querschnittsstruktur zu verdanken, die aus dem Aufnahmehauptkörper und der Gabelplatte gebildet ist. Überdies ist es möglich, eine lange Schweißlänge des Aufnahmehauptkörpers und der Gabelplatte an das Armaturenbrett-Querelement und eine lange Schweißlänge des Aufnahmehauptkörpers und der Gabelplatte aneinander sicherzustellen. Dies legt die Schweißposition zweckmäßig fest, selbst wenn beispielsweise das teilweise Schweißen verwendet wird. Gleichzeitig schafft dies Effekte einer hohen Steifigkeit und der Funktion der Übertragung der Last. Folglich kann eine Wanddicke des Armaturenbrett-Quer-elements verringert werden, um dadurch einen sekundären Effekt einer Gewichtsverringerung des Armaturenbrett-Querelements zu erhalten. Da der Lenksäulenträger der Erfindung die einfache Struktur aufweist, die aus dem Aufnahmehauptkörper und der Gabelplatte gebildet ist, kann ferner das Gewicht des Elements leicht verringert werden und das Produkt mit geringen Kosten hergestellt werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Armaturenbrett-Querelements, an dem ein Lenksäulenträger montiert ist, wie von der linken oberen Rückseite eines Fahrzeugs betrachtet.
2 ist eine teilweise vergrößerte perspektivische Ansicht des Lenksäulenträgers, der am Armaturenbrett-Querelement montiert ist.
3 ist eine perspektivische Ansicht entsprechend 2, die die Montagebeziehung des Lenksäulenträgers am Armaturenbrett-Querelement zeigt.
4 ist eine Seitenansicht des Lenksäulenträgers.
5 ist eine Draufsicht auf den Lenksäulenträger mit dem Armaturenbrett-Querelement und einer Gabelplatte, die in Durchsichtlinien dargestellt sind.
6 ist eine Rückansicht des Lenksäulenträgers mit dem Armaturenbrett-Querelement und der Gabelplatte, die in Durchsichtlinien dargestellt sind.
7 ist eine perspektivische Ansicht entsprechend 2, die einen Lenksäulenträger, der am Armaturenbrett-Querelement montiert ist, als alternatives Beispiel zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Ein Armaturenbrett-Querelement 2 dieser Ausführungsform ist aus einem Metallrohr mit einem kreisförmigen hohlen Querschnitt gebildet, wie in 1 gezeigt. Das Armaturenbrett-Querelement 2 umfasst einen Rohrteil 21 mit kleinem Durch-messer, der an einer linken Hälfte des Armaturenbrett-Querelements 2 gebildet ist, einen Rohrteil 22 mit mittlerem Durchmesser und einen Rohrteil 23 mit großem Durchmesser, die in der Reihenfolge an einer rechten Hälfte des Armaturenbrett-Querelements 2 gebildet sind. Ein Lenksäulenträger 1 ist am Rohrteil 23 mit großem Durchmesser montiert. Das Armaturenbrett-Querelement 2 umfasst ferner ein Paar von Montagestützen 24, 24, die durch Schweißen an entgegen gesetzten Enden des Armaturenbrett-Querelements 2 befestigt sind, damit sie mit den Seitenrahmen (nicht dargestellt) der Fahrzeugkarosserie verbunden werden, und eine Verstärkungstragsäule 25 (oder eine Strebe 25), die durch Schweißen in der Position un gefähr in der Mitte des Armaturenbrett-Querelements 2, d.h. am linken Ende des Rohrteils 23 mit großem Durchmesser, befestigt ist, damit sie mit dem Bodenrahmen (nicht dargestellt) der Fahrzeugkarosserie verbunden wird. Die Verstärkungstragsäule 25 ist ein Hilfselement zum Sicherstellen einer Positionsstabilität des Armaturenbrett-Querelements 2 und fungiert zum Erhöhen einer Resonanzfrequenz des Armaturenbrett-Querelements 2 durch Bilden eines festen Punkts am Armaturenbrett-Querelement 2.
Wie in 2 bis 6 gezeigt, besitzt der Lenksäulenträger 1 dieser Ausführungsform eine Zwei-Element-Struktur, indem ein Paar von Trägereinheiten 13, 13, die jeweils durch einen Aufnahmehauptkörper 12, der von unten an das Armaturenbrett-Querelement 2 angelegt wird, und eine Gabelplatte 11, die das Armaturenbrett-Querelement 2 von oben überspannt und sich über den Aufnahmehauptkörper 12 erstreckt, definiert sind, so angeordnet werden, dass sie am Armaturenbrett-Querelement 2 montiert werden. Jede der Trägereinheiten 13 besitzt dieselbe Struktur, wobei zwei Schraubenlöcher 1211 an einem Montageplattenabschnitt 121 des Aufnahmehauptkörpers 12 als Montageabschnitt für eine Lenksäule (nicht dargestellt) ausgebildet sind. Ein Paar der Trägereinheiten 13 der einzelnen Spezifikation sind am Rohrteil 23 mit großem Durchmesser des Armaturenbrett-Querelements 2 parallel montiert. Daher kann sich der Lenksäulenträger 1 der Ausführungsform an die Lenksäulen verschiedener Spezifikationen anpassen, indem lediglich ein Abstand zwischen den jeweiligen Trägereinheiten 13 eingestellt wird. Der Aufnahmehauptkörper 12 dieser Ausführungsform, in dem Kerbenkanten 1221, 1221 mit einer Bogenform an das Armaturenbrett-Querelement 2 angelegt werden, ergibt überdies, dass ein geneigter Winkel der Lenksäule leicht durch Verschieben der Position eingestellt werden kann, in der die Kerbenkante 1221 an das Armaturenbrett-Querelement 2 angelegt wird.
Der Aufnahmehauptkörper 12 als Komponente der Trägereinheit 13 ist ein Element mit einer Struktur, die zu einer Querschnittsnutform ausgebildet wird, indem jeweilige untere Kanten eines symmetrischen Paars von Anschlagplattenabschnitten 122, 122 und entsprechende entgegen gesetzte Enden des Montageplattenabschnitts 121 einteilig gekoppelt werden. Angesichts der Verstärkung der Steifigkeit des Montageplattenabschnitts 121 zum Befestigen der Lenksäule umfasst der Aufnahmehauptkörper 12 dieser Ausführungsform den Montageplattenabschnitt 121, dessen Breite schmäler festgelegt ist, und die Anschlagplattenabschnitte 122, 122, die mit einer allmählich verbreiterten Form nach oben stehen. Siehe 5 und 6. In dieser Weise wird eine Fläche verbreitert, über der ein Teil, der am Armaturenbrett-Querelement 2 montiert wird, so verteilt wird, dass eine vertikale Last, die von der Lenksäule übertragen wird, über einen breiteren Bereich verteilt werden kann, um dadurch die Steifigkeit des Armaturenbrett-Querelements 2 zu verbessern. Überdies veranlasst es, dass der Aufnahmehauptkörper 12, der durch Pressformen gebildet wird, leicht aus der Form genommen wird, um dadurch die Produktivität zu erhöhen. Der Montageplattenabschnitt 121 umfasst zwei Schraubenlöcher 1211, 1211, die Montageabschnitte für die Längssäule sind und die in einer Längsrichtung angeordnet sind. Die Breite des Montageplattenabschnitts 121 ist genügend auf eine solche Breite eingeschränkt, dass eine Mutter (nicht dargestellt), die im Schraubenloch 1211 befestigt werden soll, mit einer Fläche des Montageplattenabschnitts 121 in Kontakt kommen kann. Durch Verringern der Abstände von den Schraubenlöchern 1211 zu den entgegen gesetzten Anschlagplattenabschnitten 122, 122 wird folglich die Steifigkeit des Montageplattenabschnitts 121 verstärkt. Da der Montageabschnitt nur eine Struktur oder einen Aufbau aufweisen kann, damit die Lenksäule montiert werden kann, können die verschiedenen herkömmlichen Strukturen oder Aufbauten des Montageabschnitts auch verwendet werden.
Jeder der Anschlagplattenabschnitte 122 besitzt eine obere Kante, die aus einer Kerbenkante 1221 gebildet ist, eine geneigte Vorderkante 1222, eine Vorderendkante 1223, eine geneigte Hinterkante 1224 und eine Hinterendkante 1225. Die Kerbenkante 1221 besitzt eine halbkreisförmige Form entlang einer Querschnittsform des Armaturenbrett-Querelements 2 und ist im Wesentlichen in einer Zwischenposition in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Anschlagplattenabschnitts 122 angeordnet. Die geneigte Vorderkante 1222 ist so ausgebildet, dass sie auf eine Tangente L ausgerichtet ist, die sich nach vorn und nach unten vom Armaturenbrett-Querelement 2 erstreckt, wie in 4 gezeigt. In dieser Ausführungsform ist eine offene Seitenflächenkante 1226 durch Abschneiden eines Eckenteils gebildet, der an der Ecke der abfallenden Tangente L gebildet ist, die sich vom Armaturenbrett-Querelement 2 und von der Kerbenkante 1221 nach vorn erstreckt. Die geneigte Vorderkante 1222 ist so ausgebildet, dass sie sich von dem Punkt am Schnittpunkt der offenen Seitenflächenkante 1226 und der abfallenden Tangente L nach vorn erstreckt. Die Vorderendkante 1223 ist so ausgebildet, dass sie sich weiter von der geneigten Vorderkante 1222 in rechten Winkeln zum Montageplattenabschnitt 121 in einer solchen Weise erstreckt, dass ein Eckenteil, der an der Ecke der abfallenden Tangente L ausgebildet ist, die sich vom Armaturenbrett-Querelement 2 und vom Montageplattenabschnitt 121 nach vorn erstreckt, abgeschnitten ist. Die geneigte Hinterkante 1224 ist so ausgebildet, dass sie auf eine Tangente L ausgerichtet ist, die sich vom Armaturenbrett-Querelement 2 nach hinten und nach unten erstreckt. Die Hinterendkante 1225 ist so ausgebildet, dass sie sich von der geneigten Hinterkante 1224 in rechten Winkeln zum Montageplattenabschnitt 121 in einer solchen Weise erstreckt, dass ein Eckenteil, der an der Ecke der abfallenden Tangente L ausgebildet ist, die sich vom Armaturenbrett-Querelement 2 und vom Montageplattenabschnitt 121 nach hinten erstreckt, abgeschnitten ist.
Der Aufnahmehauptkörper 12 umfasst die entgegen gesetzten Kerbenkanten 1221 der jeweiligen symmetrischen Anschlagplattenabschnitte 122, die an das Armaturenbrett-Querelement 2 von unten angelegt werden, und die Teile werden in Kontakt mit einer Fläche des Armaturenbrett-Querelements 2 geschweißt. Siehe eine dicke Linie, auf die durch einen Pfeil A in 4 gezeigt wird. Zu diesem Zeitpunkt gilt, je länger die Teile in Kontakt mit der Fläche des Armaturenbrett-Querelements 2 sind, desto länger ist die Schweißlänge, d.h. eine Länge der dicken Linie, auf die durch den Pfeil A gezeigt wird, die erhalten werden kann, und folglich kann der Aufnahmehauptkörper 12 stabil am Armaturenbrett-Querelement 2 befestigt werden. Hinsichtlich einer Montageprozedur, bei der der Aufnahmehauptkörper 12 an das Armaturenbrett-Querelement 2 von unten angelegt wird, muss jedoch jede der Kerbenkanten 1221 zum Armaturenbrett-Querelement 2 mit dem kreisförmigen Querschnitt einen kleineren Winkel aufweisen als jenen eines Halbkreises, wie in der Ausführungsform gezeigt. Daher ist in den Anschlagplattenabschnitten 122 der Ausfüh rungsform, um es leichter zu machen, die Kerbenkanten 1221 an das Armaturenbrett-Querelement 2 anzulegen, während eine maximale Schweißlänge erhalten wird, jede der Kerbenkanten 1221 zu einem Halbkreis mit dem maximalen Winkel ausgebildet, die offene Seitenkantenfläche 1226 ist vor der Kerbenkante 1221 ausgebildet und der Eckenabschnitt, der an der Ecke der Kerbenkante 1221 und der geneigten Hinterkante 1224 ausgebildet ist, ist abgerundet.
Die Gabelplatte 11 ist ein Element, das aus einer Metallplatte gebildet ist, und umfasst eine Vorderabschnittfläche 111, eine Zwischenabschnittfläche 112 und eine Hinterabschnittfläche 113 angesichts einer Beziehung zum Aufnahmehauptkörper 12 und zum Armaturenbrett-Querelement 2. Die Zwischenabschnittfläche 112 ist ein Teil, der mit der Fläche des Armaturenbrett-Querelements 2 von oben in Kontakt stehen soll. Die Seitenkanten der Zwischenabschnittfläche 112 werden an die Fläche des Armaturenbrett-Querelements 2 geschweißt. Siehe ein Teil, auf den durch einen Pfeil B in 4 gezeigt wird. Die Vorderabschnittfläche 111 und die Hinterabschnittfläche 113 sollen Teile sein, die nach vorn und nach hinten hervorragen, wenn die Zwischenabschnittfläche 112 mit der Fläche des Armaturenbrett-Querelements 2 in Kontakt gebracht ist. Die geneigten Vorderkanten 1222 und die geneigten Hinterkanten 1224 der entgegen gesetzten Anschlagplattenabschnitte 122 des Aufnahmehauptkörpers 12 werden jeweils mit dieser Vorderabschnittfläche 111 und Hinterabschnittfläche 113 von unten in Kontakt gebracht, ein Endabschnitt der Vorderabschnittfläche 111 wird teilweise in Richtung der Vorderendkanten 1223, 1223 des Aufnahmehauptkörpers 12 gebogen und mit diesen in Kontakt gebracht, ein Endabschnitt der Hinterabschnittfläche 113 wird teilweise in Richtung der Hinterendkanten 1225, 1225 gebogen und mit diesen in Kontakt gebracht, um dadurch sie jeweils zu schweißen. Siehe Teile, auf die durch Pfeile C und D in 4 gezeigt wird. In dieser Ausführungsform, wie vorstehend beschrieben, stehen die Anschlagplattenabschnitte 122, 122 des Aufnahmehauptkörpers 12 in der allmählich verbreiterten Form nach oben. Daher besitzt die Gabelplatte 11 in dieser Ausführungsform eine Form in einer Draufsicht, dass die Zwischenabschnittfläche 112, die am weitesten vom Montageplattenabschnitt 121 des Aufnahmehauptkörpers 12 entfernt angeordnet ist, die breiteste Breite aufweist und dass die Breiten der Vorderabschnittfläche 111 und der Hinterabschnittfläche 113 symmetrisch allmählich verschmälert sind, wenn sie den Montageplattenabschnitt 121 umgeben.
In der Trägereinheit 13 dieser Ausführungsform werden zuerst die Seitenkanten der Zwischenabschnittfläche 112 der Gabelplatte 11 und die Kerbenkanten 1221, 1221 des Aufnahmehauptkörpers 12 jeweils an das Armaturenbrett-Querelement 2 geschweißt. Siehe Abschnitte, auf die durch die Pfeile A und B in 4 gezeigt wird. Die Schweißlänge der jeweiligen Schweißbereiche ist so lang wie ein halber Weg um einen Umfang des Armaturenbrett-Querelements 2 oder länger (ein wenig geringer als 70 % in diesem Beispiel), um dadurch die Steifigkeit der Trägereinheiten 13, 13 jeweils am Armaturenbrett-Querelement 2 zu verbessern. Die Gabelplatte 11 und der Aufnahmehauptkörper 12 werden geschweißt, während die Vorderendkanten 1223, 1223, die geneigten Vorderkanten 1222, 1222, die geneigten Hinterkanten 1224, 1224 und die Hinterendkanten 1225, 1225 der Anschlagplattenabschnitte 122, 122 des Aufnahmehauptkörpers 12 an die Gabelplatte 11 angelegt werden. Siehe die Abschnitte, auf die durch die Pfeile C und D in 4 gezeigt wird. Dies macht die Gabelplatte 11 und den Aufnahmehauptkörper 12 zu einem befestigten und integrierten Element und kann die Struktur mit einem geschlossenen Querschnitt in einer ganzen Längsrichtung, d.h. einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Montageplattenabschnitts 121, bilden. Folglich kann die Steifigkeit der Trägereinheit 13 gegen die Torsionslast der Lenksäule, die über den Montageplattenabschnitt 121 übertragen wird, verbessert werden und ferner kann die Trägereinheit 13 die Torsionslast besser auf das Armaturenbrett-Querelement 2 übertragen.
Die Gabelplatte 11 ist aus einer Metallplatte ausgebildet, wie bereits beschrieben. Die Vorderabschnittfläche 111 und die Hinterabschnittfläche 113 der Gabelplatte 11 erstrecken sich in den Richtungen der Tangenten am Armaturenbrett-Querelement 2 entlang der geneigten Vorderkante 1222 und der geneigten Hinterkante 1224 des Aufnahmehauptkörpers 12. Folglich wird die vom Aufnahmehauptkörper 12 übertragene Last auf Richtungen eingeschränkt, in denen die Vorderabschnittfläche 111 und die Hinterabschnittfläche 113 in ihren Ausdehnungsrichtungen gezogen werden, und folglich wird die Last zuverlässig auf das Armaturenbrett-Querelement 2 über tragen, ohne dass eine Verformung an der Gabelplatte 11 auftritt. Die Richtungen der Last, die vom Aufnahmehauptkörper 12 auf die Gabelplatte 11 übertragen wird, in dieser Weise einzuschränken, bringt Vorteile, dass die Flächenverformung des Armaturenbrett-Querelements 2 unterdrückt wird und dadurch die Verringerung der Steifigkeit des Armaturenbrett-Querelements 2 verhindert wird. Da die oberen Kanten der Anschlagplattenabschnitte 122 des Aufnahmehauptkörpers 12 mit der Vorderabschnittfläche 111 und der Hinterabschnittfläche 113 der Gabelplatte 11 von unten in Kontakt gebracht und an diese geschweißt werden, können überdies die Probleme vermieden werden, die durch die Verformung der Flansche verursacht werden, wie z.B. Verringerung der Steifigkeit. Wie vorstehend beschrieben, ist der Lenksäulenträger 1 der vorliegenden Erfindung in Aspekten gekennzeichnet, wie die Gabelplatte 11 verwendet wird.
7 ist eine perspektivische Ansicht entsprechend 2, die einen Lenksäulenträger 3 als alternatives Beispiel zeigt, der am Armaturenbrett-Querelement 2 montiert ist. Der Lenksäulenträger 3 der vorliegenden Erfindung verbessert seine strukturelle Festigkeit, indem ein Paar der Trägereinheiten 33, 33 jeweils mit einem Aufnahmehauptkörper 32 und einer Gabelplatte 31, die nicht nur aneinander, sondern auch an das Armaturenbrett-Querelement 2 geschweißt sind, eine Struktur mit geschlossenem Querschnitt bildet. Die Gabelplatte 31 ist aus einer Metallplatte gebildet. Wie vorstehend beschrieben, wird durch Ausrichten von Richtungen, in denen die Last übertragen wird, auf Ausdehnungsrichtungen der Vorderabschnittfläche und der Hinterabschnittfläche 313, die sich von der Zwischenabschnittfläche 312 erstrecken, d.h. der Richtungen von Tangenten am Armaturenbrett-Querelement 2, die Verformung des Elements unterdrückt oder verhindert. Die Steifigkeit des Montageplattenabschnitts 321, der die untere Fläche des Aufnahmehauptkörpers 32 mit einer Nutform ist, kann durch Verschmälern der Breite davon verbessert werden. Folglich wird die Nutform des Aufnahmehauptkörpers 32 nach oben konisch erweitert, indem die Anschlagplattenabschnitte 322, 322, die beide Seitenflächen des Aufnahmehauptkörpers 32 bilden, sich unter Verbreiterung erstrecken. Ferner umfassen die Anschlagplattenabschnitte 322, 322 des Aufnahmehauptkörpers 32 individuell einen Verstärkungsabschnitt 3222, der die Kerbenkante 3221 erreicht und der durch Wöl ben einer Form in einer Draufsicht der Kerbenkante 3221 mit einer Krümmung in einer zum Anschlagplattenabschnitt 322 senkrechten Richtung gebildet wird, wie in 7 gezeigt. Überdies werden teilweise vertiefte Abschnitte 3223 an gebogenen Kanten zwischen den Anschlagplattenabschnitten 322 und dem Montageplattenabschnitt 321 gebildet. Dies verbessert die Steifigkeit des Aufnahmehauptkörpers 32 weiter. Alternativ können die Form und die Richtungen, die sich wölben oder vertieft sind, in denen der Verstärkungsabschnitt 3222 festgelegt ist, und die Form, Größe und Anzahl, in denen der vertiefte Abschnitt 3223 festgelegt ist, gemäß der Größe oder der ganzen Form des tatsächlichen Lenksäulenträgers 3 übernommen werden.

Claims

Lenksäulenträger zum Abstützen einer Lenksäule an einem Armaturenbrett-Querelement bzw. Tafel-Querelement, das über einen Fahrzeugkarosserierahmen in einer Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie gespannt ist, welcher an dem Armaturenbrett-Querelement befestigt wird, um als Montagebasisabschnitt für die Lenksäule zu fungieren, wobei der Lenksäulenträger umfasst: einen Aufnahmehauptkörper, der an das Armaturenbrett-Querelement von unten angelegt wird, eine Gabel- bzw. Anschlagplatte, die das Armaturenbrett-Querelement von oben überspannt, um über den Aufnahmehauptkörper gespannt zu werden, wobei der Aufnahmehauptkörper zu einer Querschnittsnuttorm gebildet wird, indem jeweilige untere Kanten bzw. Ränder eines symmetrischen Paars von Anschlagplattenabschnitten und entsprechende entgegen gesetzte Enden des Montageplattenabschnitts integral gekoppelt werden, der Montageplattenabschnitt einen Montageabschnitt für die Lenksäule bereitstellt, jeder der Anschlagplattenabschnitte in einer Form von Doppelspitzen gebildet ist, die eine Kerbenkante umfassen, die sich zwischen den Doppelspitzen befindet und entlang einer Querschnittsform des Armaturenbrett-Querelements geformt ist, wobei eine geneigte Vorderkante und eine geneigte Hinterkante auf Tangenten am Armaturenbrett-Querelement ausgerichtet sind, beide Kerbenkanten an das Armaturenbrett-Querelement von unten angelegt und geschweißt werden, die Gabelplatte eine Zwischenabschnittfläche, die mit dem Armaturenbrett-Querelement von oben in Kontakt gebracht wird, und eine Vorderabschnittfläche und eine Hinterabschnittfläche, die vom Armaturenbrett-Querelement so hervorragen, dass sie auf die Tangenten am Armaturenbrett- Querelement ausgerichtet sind, aufweist, wobei die geneigten Vorderkanten und die geneigten Hinterkanten beider Anschlagplattenabschnitte des Aufnahmehauptkörpers, die auf die Tangenten am Armaturenbrett-Querelement ausgerichtet sind, mit der Vorderabschnittfläche und der Hinterabschnittfläche von unten jeweils in Kontakt gebracht werden, Seitenkanten bzw. -ränder der Zwischenabschnittfläche der Gabelplatte an das Armaturenbrett-Querelement geschweißt werden, und die geneigten Vorderkanten und die geneigten Hinterkanten des Aufnahmehauptkörpers jeweils an die Vorderabschnittfläche und die Hinterabschnittfläche der Gabelplatte geschweißt werden.
Lenksäulenträger nach Anspruch 1, wobei der Lenksäulenträger eine Zwei-Element-Struktur aufweist, die jeweils durch den Aufnahmehauptkörper und die Gabelplatte als Trägereinheit mit dem Montageabschnitt definiert ist, der am Montageplattenabschnitt des Aufnahmehauptkörpers ausgebildet ist, um beide Seiten der Lenksäule abzustützen, und in Paaren am Armaturenbrett-Querelement angeordnet wird.
Lenksäulenträger nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Aufnahmehauptkörper mit einem Verstärkungsabschnitt ausgebildet ist, der sich in einer zum Anschlagplattenabschnitt senkrechten Richtung wölbt oder vertieft ist, wobei der Verstärkungsabschnitt die Kerbenkante erreicht und die Kerbenkante bei einer Draufsicht in Form einer Krümmung geformt ist.
Lenksäulenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Aufnahmehauptkörper mit einem vertieften Abschnitt teilweise an einer gebogenen Kante ausgebildet ist, die zwischen dem Anschlagplattenabschnitt und dem Montageplattenabschnitt geformt ist.
Lenksäulenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jeder der Anschlagplattenabschnitte mit einer Vorderendkante ausgebildet ist, die die geneigte Vorderkante schneidet und sich von einem Ende der geneigten Vorderkante nach unten in Richtung des Montageplattenabschnitts erstreckt, wobei die Vorderabschnittfläche der Gabelplatte teilweise in Rich tung der Vorderendkanten gebogen ist und die Vorderendkanten mit der teilweise gebogenen Vorderabschnittfläche in Kontakt gebracht und an diese geschweißt werden.
Lenksäulenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Anschlagplattenabschnitte mit einer Hinterendkante ausgebildet sind, die die geneigte Hinterkante schneidet und sich von einem Ende der geneigten Hinterkante nach unten in Richtung des Montageplattenabschnitts erstreckt, wobei die Hinterabschnittfläche der Gabelplatte teilweise in Richtung der Hinterendkanten gebogen ist und die Hinterendkanten mit der teilweise gebogenen Hinterabschnittfläche in Kontakt gebracht und an diese geschweißt werden.