DE102007054535A1

DE102007054535A1 - Support structure of an instrument panel of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102007054535A1
Application number: DE102007054535A
Authority: DE
Inventors: Norbert Stemp
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2007-11-15
Filing date: 2007-11-15
Publication date: 2009-05-20
Also published as: WO2009062591A1

Abstract

Es ist eine Tragstruktur einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs bekannt, die aus einem hohlen Leichtmetall-Gußkörper besteht. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tragstruktur einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, das eine hohe Steifigkeit bei einem geringen Gewicht und bei wenig benötigtem Bauraum aufweist. Erfindungsgemäß besteht die Tragstruktur (1) zumindest in einem Abschnitt (2') aus einem Metallschaum oder aus einem mit Metallschaum ausgefüllten Hohlkörper. Bei Metallschäumen bilden Material und Struktur eine Einheit. Sie vereinen bei geringem Gewicht hohe mechanische Festigkeit. Die hohe Stabilität und extreme Leichtigkeit ergibt sich, indem das dreidimensional vernetzte Gefüge wie ein Ganzes reagiert. Die Belastung wird wie bei den Speichen eines Fahrrades über eine große Fläche verteilt. Der Abschnitt (2') der Tragstruktur (1) aus dem Metallschaum oder aus dem mit Metallschaum ausgefüllten Hohlkörper ist somit bei gleicher Steifigkeit deutlich leichter als ein konventioneller Abschnitt einer Tragstruktur.It is known a support structure of an instrument panel of a motor vehicle, which consists of a hollow light metal casting. The object of the invention is to provide a support structure of an instrument panel of a motor vehicle, which has a high rigidity with a low weight and little space required. According to the invention, the support structure (1) consists of a metal foam or of a hollow body filled with metal foam at least in a section (2 '). With metal foams material and structure form a unit. They combine high mechanical strength with low weight. The high stability and extreme lightness results from the fact that the three-dimensionally networked structure reacts like a whole. The load is distributed over a large area as with the spokes of a bicycle. The section (2 ') of the supporting structure (1) made of the metal foam or of the hollow body filled with metal foam is thus significantly lighter with the same rigidity than a conventional section of a supporting structure.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tragstruktur einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a support structure of an instrument panel of a Motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 100 26 981 A1 ist eine Tragstruktur einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs bekannt, die aus einem hohlen Leichtmetall-Gußkörper besteht.From the DE 100 26 981 A1 a support structure of an instrument panel of a motor vehicle is known, which consists of a hollow light metal casting.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tragstruktur einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, das eine hohe Steifigkeit bei einem geringen Gewicht und bei wenig benötigtem Bauraum aufweist.task The invention is a support structure of an instrument panel of a motor vehicle, which provides high rigidity a low weight and little space required having.

Diese Aufgabe wird mit einer Tragstruktur einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.These Task is with a support structure of an instrument panel of a Motor vehicle solved with the features of claim 1.

Erfindungsgemäß besteht die Tragstruktur zumindest in einem Abschnitt aus einem Metallschaum oder aus einem mit Metallschaum ausgefüllten Hohlkörper. Der Abschnitt kann beispielsweise ein Tragrohr, ein Teil eines Tragrohrs, ein Halter zur Anbindung einer Lenksäule oder eine Abstützung der Tragstruktur an einer Stirnwand oder an einer Bodenbaugruppe sein. Metallschäume sind vom Konstruktionsprinzip natürlichem Knochengewebe nachempfunden. Material und Struktur bilden eine Einheit. Sie vereinen bei geringem Gewicht hohe mechanische Festigkeit. Die Dichte von Metallschaum liegt bei ca. 10% des Ausgangsmaterials. Die hohe Stabilität und extreme Leichtigkeit ergibt sich, indem das dreidimensional vernetzte Gefüge wie ein Ganzes reagiert. Die Belastung wird wie bei den Speichen eines Fahrra des über eine große Fläche verteilt. Der Abschnitt der Tragstruktur aus dem Metallschaum oder aus dem mit Metallschaum ausgefüllten Hohlkörper ist somit bei gleicher Steifigkeit deutlich leichter als ein konventioneller Abschnitt einer Tragstruktur. Die hohe Steifigkeit wird dabei erzielt, ohne dass die Querschnitte der Tragstruktur besonders groß gewählt wären. Im Gegenteil lassen sich durch den Einsatz von Metallschäumen bei vergleichbaren Steifigkeiten besonders kleine Querschnitte realisieren, sodass der benötigte Bauraum gering ist.According to the invention the support structure at least in a portion of a metal foam or from a filled with metal foam hollow body. The section may, for example, a support tube, a part of a support tube, a holder for connecting a steering column or a support the support structure on an end wall or on a floor assembly be. Metal foams are natural from the design principle Modeled on bone tissue. Material and structure form a unity. They combine high mechanical strength with low weight. The Density of metal foam is about 10% of the starting material. The high stability and extreme lightness result, the three-dimensionally networked structure as a whole responding. The load is over like the spokes of a Fahrra distributed a large area. The section of Support structure made of metal foam or metal foam filled hollow body is thus the same Stiffness significantly lighter than a conventional section a support structure. The high rigidity is achieved without that the cross sections of the support structure chosen particularly large would. On the contrary, it is possible to use metal foams realize particularly small cross-sections with comparable stiffness, so that the required space is small.

Derartige Metallschäume werden meist in einem modifizierten Feingussverfahren hergestellt. Dabei entsteht an den Außenflächen des Abschnitts der Tragstruktur eine größtenteils geschlossene Oberfläche. Allerdings bildet diese Oberfläche nur eine Art Haut, die keine hohen Beanspruchungen aufnehmen kann, wie sie beispielsweise an Krafteinleitungsstellen entstehen können. Wenn dagegen der Abschnitt der Tragstruktur aus einem Hohlkörper, wie beispielsweise aus einem Rohr, besteht, der mit dem Metallschaum gefüllt ist, können auch lokal hohe Beanspruchungen in den Abschnitt eingeleitet werden. Das Gewicht dieses Abschnitts ist zwar etwas höher, als wenn der Abschnitt nur aus Metallschaum bestehen würde, aber es ist immer noch deutlich geringer, als ein konventioneller Abschnitt beispielsweise aus einem Gussteil.such Metal foams are usually in a modified precision casting process produced. This occurs on the outer surfaces the section of the support structure a largely closed surface. However, this surface forms just a kind of skin that can not absorb high levels of stress, how they can arise, for example, at force application points. If, on the other hand, the section of the support structure consists of a hollow body, such as from a tube that is made with the metal foam filled, can also be locally high levels of stress be introduced to the section. The weight of this section is slightly higher than if the section only made of metal foam would exist but it is still significantly lower as a conventional section, for example, from a casting.

Bei dem erfindungsgemäßen Abschnitt kann vorteilhafterweise zumindest ein weiteres Bauteil teilweise in den Metallschaum eingegossen werden, sodass dieses kraft- und/oder formschlüssig in dem Metallschaum gehalten ist. Dieses zumindest eine weitere Bauteil kann beispielsweise eine Abstützung der Tragstruktur oder eine Verbindung zu einem anderen Abschnitt der Tragstruktur bilden. Beispielsweise kann die Tragstruktur auf der Fahrerseite des Kraftfahrzeugs aus einem Aluminiumrohr gebildet sein, das mit Metallschaum aus Aluminium ausgeschäumt ist. In den Metallschaum kann ein Träger eingegossen sein, der mit einem Ende aus dem Metallschaum herausragt, sodass über diesen Träger der Abschnitt der Tragstruktur auf der Beifahrerseite angebunden werden kann.at the section of the invention can advantageously at least one further component partly cast in the metal foam be so that this force and / or form-fitting in the metal foam is held. This at least one other component For example, a support of the support structure or form a connection to another section of the support structure. For example, the support structure on the driver side of the motor vehicle be formed of an aluminum tube, with metal foam Foamed aluminum. In the metal foam can a Be poured carrier, which protrudes with one end of the metal foam, so that over this support the section of the support structure can be connected on the passenger side.

Bevorzugt ist der zumindest eine Abschnitt mit einem anderen Bauteil verschraubt. Auf diese Weise kann der Abschnitt auch mit einem Bauteil oder einer Baugruppe aus Stahl oder sonstigen anderen Werkstoff verbunden sein. Das andere Bauteil kann ebenfalls ein Bestandteil der Tragstruktur sein.Prefers the at least one section is bolted to another component. In this way, the section can also be used with a component or a Assembly made of steel or other material may be connected. The other component may also be a component of the support structure be.

Günstigerweise kann an einen Abschnitt aus einem Metallschaum zumindest eine Lasche und/oder zumindest ein Halter einteilig angeformt sein. Es müssen also keine separaten Laschen und/oder Halter an den Abschnitt angebracht werden. Diese sind einteilig mit dem Abschnitt ausgeführt. Dadurch entstehen für die Laschen und/oder Halter praktisch keine Mehrkosten. Die Laschen oder Halter können zur Aufnahme von Anbauteilen wie Befestigungselemente für eine Lenksäule, Teile von Airbagsystemen, Komponenten von Lüftungs- und/oder Klimatisierungseinrichtungen, oder als Schraubpunkte, zur Befestigung der Instrumententafel, etc. dienen.conveniently, can at least a tab and / or to a section of a metal foam at least one holder to be integrally formed. To have to So no separate tabs and / or holder attached to the section become. These are made in one piece with the section. This creates practicality for the tabs and / or holders no extra costs. The tabs or holders can accommodate of attachments such as fasteners for a steering column, Parts of airbag systems, components of ventilation and / or Air conditioning equipment, or as screw points, for attachment the instrument panel, etc. serve.

Bevorzugt ist der zumindest eine Abschnitt der Tragstruktur ein Tragrohr, das sich zwischen den beiden A-Säulen des Kraftfahrzeugs erstreckt. Dieses Tragrohr bildet die Basis der Tragstruktur, so wird die Instrumententafel über Halter an dem Tragrohr befestigt. Damit sich das Tragrohr nicht unerwünschterweise im mittleren Bereich durchbiegt, weist die Tragstruktur meist mehrere Abstützungen auf, die das Tragrohr gegenüber einer Stirnwand oder einer Bodenbaugruppe des Kraftfahrzeugs abstützen. Günstigerweise besteht zumindest eine dieser Abstützungen aus Metallschaum oder aus einem mit Metallschaum gefüllten Hohlkörper, um das Gewicht der Tragstruktur zu reduzieren.Prefers the at least one section of the support structure is a support tube, that is between the two A pillars of the motor vehicle extends. This support tube forms the basis of the support structure, so the instrument panel is attached to the support tube via holders. So that the support tube is not undesirable in the middle Bends region, the support structure usually has several supports on which the support tube opposite a front wall or a floor assembly support the motor vehicle. Conveniently at least one of these supports made of metal foam or from a hollow body filled with metal foam, to reduce the weight of the supporting structure.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im Folgenden näher beschrieben wird. Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellungsweise eine perspektivische Ansicht einer Tragstruktur einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs.In The drawing is an embodiment of the invention illustrated, with reference to which the invention in more detail below is described. The single figure shows a schematic representation of a Perspective view of a support structure of an instrument panel of a motor vehicle.

In der Figur ist eine Tragstruktur 1 einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Tragstruktur 1 erstreckt sich in Fahrzeugquerrichtung über die gesamte Breite des Kraftfahrzeugs zwischen den A-Säulen der Karosserie des Kraftfahrzeugs. Sie besteht aus einem Tragrohr 2, mehreren Abstützungen 3 und 4, seitlichen Befestigungselementen 5 und mehreren Haltern 6 und 7. Die am linken und am rechten Ende des Tragrohrs 2 angebrachten Befestigungselemente 5 dienen zur Befestigung der Tragstruktur 1 an den A-Säulen der Karosserie. Auf der Fahrerseite F weist die Tragstruktur 1 zwei Halter 6 zur Anbindung der Lenksäule auf, durch die hohe Kräfte in die Tragstruktur 1 eingeleitet werden können. Um eine starke Durch biegung des Tragrohrs 2 aufgrund dieser Kräfte zu vermeiden, weist die Tragstruktur 1 im Bereich der Halter 6 zur Anbindung der Lenksäule eine Abstützung 3 zur Stirnwand der Karosserie des Kraftfahrzeugs auf. Zusätzlich sind noch zwei weitere Abstützungen 4 zur Bodenbaugruppe der Karosserie im Bereich des Kardantunnels vorgesehen, die ebenfalls in das Tragrohr 2 eingeleitete Kräfte in die Karosserie ableiten können. Auf der dem Fahrzeugsinnenraum zugewandten Seite der Tragstruktur 1 weist diese zudem vier Halter 7 zur Aufnahme einer Instrumententafel auf.In the figure is a support structure 1 represented an instrument panel of a motor vehicle. The supporting structure 1 extends in the vehicle transverse direction over the entire width of the motor vehicle between the A-pillars of the body of the motor vehicle. It consists of a support tube 2 , several supports 3 and 4 , lateral fasteners 5 and several holders 6 and 7 , The at the left and the right end of the support tube 2 attached fasteners 5 serve for fastening the support structure 1 at the A-pillars of the body. On the driver's side F has the support structure 1 two holders 6 for connecting the steering column, by the high forces in the support structure 1 can be initiated. To a strong deflection of the support tube 2 Due to avoid these forces, the support structure points 1 in the area of the holder 6 for the connection of the steering column a support 3 to the front wall of the body of the motor vehicle. In addition, there are two more supports 4 provided to the bottom assembly of the body in the area of the transmission tunnel, which also in the support tube 2 initiated forces can derive in the body. On the vehicle interior facing side of the support structure 1 This also has four holders 7 for receiving an instrument panel.

Aufgrund der Lenksäulenanbindung sind die auf das Tragrohr 2 wirkenden Kräfte auf der Fahrerseite F deutlich höher als auf Beifahrerseite B. Entsprechend muss das Tragrohr 2 auf der Fahrerseite F eine höhere Steifigkeit aufweisen als auf der Beifahrerseite B. Daher besteht das Tragrohr 2 aus einem ersten Abschnitt 2' auf der Fahrerseite F und einem zweiten Abschnitt 2'' auf der Beifahrerseite. Der erste Abschnitt 2' besteht aus einem stranggepressten Rohr aus Aluminium, das mit einem Aluminiumschaum ausgefüllt ist. Der Aluminiumschaum erhöht die Steifigkeit des Rohres erheblich, während die damit verbundene Gewichtserhöhung nur geringfügig ist. Der zweite Abschnitt 2'' besteht ebenfalls aus einem Rohr aus Aluminium, das aber nicht gefüllt ist. Um die beiden Abschnitte 2' und 2'' miteinander verbinden zu können, ist in den Metallschaum im ersten Abschnitt 2' ein Verbindungselement kraft- und formschlüssig eingeschäumt worden, das axial aus dem ersten Abschnitt 2' herausragt. Dieses Verbindungselement ragt axial in den zweiten Abschnitt 2'' hinein und ist mit diesem verbunden.Due to the steering column connection are on the support tube 2 acting forces on the driver side F significantly higher than on the passenger side B. Accordingly, the support tube 2 on the driver's side F have a higher rigidity than on the passenger side B. Therefore, there is the support tube 2 from a first section 2 ' on the driver's side F and a second section 2 '' on the passenger side. The first paragraph 2 ' consists of an extruded aluminum tube filled with aluminum foam. The aluminum foam increases the rigidity of the pipe considerably, while the associated weight increase is only slightly. The second section 2 '' also consists of a tube made of aluminum, which is not filled. To the two sections 2 ' and 2 '' Being able to connect with each other is in the metal foam in the first section 2 ' a connecting element has been foamed frictionally and positively, the axially from the first section 2 ' protrudes. This connecting element protrudes axially into the second section 2 '' into and is connected to this.

Auf diese Weise weist die Tragstruktur 1 auf der Fahrerseite F die erforderliche hohe Steifigkeit auf, wobei das damit verbundene Gewicht für die Steifigkeit aufgrund des Metallschaums gering ist. Auf der Beifahrerseite B dagegen ist die Tragstruktur 1 bewusst weniger steif und damit leichter ausgelegt. Insgesamt weist die Tragstruktur 1 so überall die erforderliche Steifigkeit auf und ist besonders leicht.In this way, the support structure 1 on the driver's side F, the required high rigidity, the associated weight for the rigidity due to the metal foam is low. On the passenger side B, however, is the support structure 1 deliberately less stiff and therefore lighter. Overall, the support structure has 1 so everywhere the required stiffness and is particularly easy.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 10026981 A1 [0002]

Claims

Support structure ( 1 ) of an instrument panel of a motor vehicle, characterized in that the supporting structure ( 1 ) at least in one section ( 2 ' ) consists of a metal foam or a hollow body filled with metal foam.

Support structure according to claim 1, characterized in that the at least one section ( 2 ' ) of the support structure a support tube ( 2 ) or a part of a support tube ( 2 ) extending between the two A pillars of the motor vehicle.

Support structure according to claim 1, characterized in that the at least one portion of the support structure ( 1 ) a support ( 3 . 4 ), which is a support tube ( 2 ) of the supporting structure ( 1 ) is supported against an end wall or a floor assembly of the motor vehicle.

Supporting structure according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one section in a Precision casting process was produced.

Support structure according to claim 4, characterized in that in the at least one section ( 2 ' ) Another component is at least partially encapsulated.

Support structure according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one section ( 2 ' ) is screwed to another component.

Supporting structure according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one section at least a tab and / or at least one holder is integrally formed.

Supporting structure according to one of the preceding claims, characterized in that the metal foam is an aluminum foam is.

Support structure according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one section ( 2 ' ) consists of a tube filled with metal foam.

Support structure according to claim 9, characterized that the tube is made of aluminum.