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Gegenstand der Erfindung ist eine Instrumententafel für Kraftfahrzeuge. Sie betrifft ferner Verfahren zum Verbinden einer Instrumententafel mit einem Ablagekasten und zum Verbinden einer Instrumententafel mit einer Kraftfahrzeug-Karosserie.
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Instrumententafeln weisen im Beifahrerbereich oftmals ein Ablagefach (Handschuhfach) auf. Die Größe des Ablagefachs hängt dabei sowohl von der Größe der Aussparung der Instrumententafel ab, als auch davon wie ein Ablagefach die Crasheigenschaften, insbesondere die Seitencrasheigenschaften, beeinflusst.
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Ein Problem ist, dass Instrumententafeln, welche über Versteifungen in Fahrzeugquerrichtung verfügen, nur auf wenige Versteifungen verzichten können ohne die Stabilität der Instrumententafel zu limitieren. Dies limitiert den für ein Ablagefach zur Verfügung stehenden Raum.
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Aus der gattungsbildenden
DE 195 24 109 A1 ist ein Querträger für das Cockpit eines Kraftfahrzeuges bekannt, der aus einem Leichtmetall-Strangpreßteil besteht und sich über die Breite des Kraftfahrzeug-Innenraumes erstreckt. Zwecks Erzielung einer kompakten Bauweise und eines rationellen Herstellungsverfahrens besteht der Querträger aus einem geschlossenen Hohlkörper mit durchgehend einheitlichem Querschnittsprofil und mit nach außen abstehenden, sich über die ganze Länge erstreckenden, angeformten Fortsätzen zur Befestigung weiterer Cockpitelemente.
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Aus der
DE 196 26 441 A1 ist außerdem ein Cockpit für Kraftfahrzeuge bekannt, wobei das Cockpit aus einem Querträger und aus Funktionselementen wie Luftführungen, einer Klimaanlage, Instrumenten und Schaltern sowie einer Instrumententafel besteht. Die Luftführungskanäle sind als verwindungs- und knicksteife Bauelemente ausgeführt und bilden eine modulare Querträger-Baueinheit. Diese modulare Querträger-Baueinheit trägt zumindest einen Teil der wesentlichen Funktionselemente. Die Instrumententafel ist als Sichtschale ohne tragende Funktion ausgebildet und ist der modularen Querträger-Baueinheit vorgeblendet. Zweckmäßig umfassen die von der modularen Querträger-Baueinheit getragenen Funktionselemente zumindest das Klimaaggregat, mindestens einen Airbag (
11), die Verkabelung (
9) sowie Schalt- und Bedienelemente.
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Aufgabe der Erfindung ist es eine Instrumententafel zu schaffen, welche ein gutes Seitencrashverhalten aufweist und ausreichend Platz für ein oder mehrere Ablagefächer bietet.
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Die Aufgabe wird mit einer Instrumententafel und Verfahren nach den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Die Erfindung geht aus von einer Instrumententafel für Kraftfahrzeuge, enthaltend einen eine Aussparung in der Instrumententafel zumindest bereichsweise verschließenden Ablagekasten, wobei die Instrumententafel eine im Einbauzustand einer Fahrgastzelle abgewandte Innenwand aufweist und der Ablagekasten an der Innenwand befestigt ist.
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Durch diese Konstruktion ergeben sich mehrere Vorteile.
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Durch die Befestigung des Ablagekastens an der Innenwand ist es zunächst einmal möglich, ”unsichtbar” befestigte Ablagekästen vorzusehen. Mit ”an der Innenwand befestigt” ist gemeint, dass die Befestigung von der ”Innenwand her” erfolgt. D. h., dass hier nicht vom späteren Kraftfahrzeuginnenraum aus beispielsweise Befestigungsschrauben sichtbar sind bzw. dass entsprechende Schrauben mit einzelnen Blenden, die einen zusätzlichen Montageaufwand erfordern, verdeckt werden müssen.
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Zum anderen ist auch die Herstellung der Instrumententafel leichter, da der Ablagekasten komplett schon in die Instrumententafel integriert werden kann, und dies im im Kraftfahrzeug noch nicht verbauten Zustand. Daher ist es auch kein Problem, die Montage von der Innenwand her durchzuführen.
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Die vorgeschlagene ”integrale” Anbindung des Ablagekastens ist prinzipiell für sämtliche Varianten von Instrumententafeln vorteilhaft. Ganz besondere Vorteile ergeben sich bei erfindungsgemäßen Instrumententafeln, die über die ”dekorative” Funktion hinaus noch versteifende bzw. sicherheitsrelevante Aufgaben haben. Hierbei hat der Ablagekasten erfindungsgemäß eine Versteifung, um einen Kraftpfad zusammen mit angrenzenden Versteifungen zu bilden, die in Kraftfahrzeugquerrichtung im Kollisionsfall Kräfte aufnehmen können.
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In Hinblick auf die Optik um den Ablagekasten herum ist es außerdem auch vorteilhaft, dass die Instrumententafel mit einer Dekorschicht belegt ist, die dann im Randbereich von dem Randbereich des Ablagekastens überdeckt wird. Hierdurch ist dann keine Abschlusskante der Dekorschicht vom Fahrzeuginnenraum aus zu sehen, außerdem ist der Übergang zum Ablagekasten durchgehend mit Dekorschicht belegt, so dass sich hier ein sauberes (Fugen-)Bild ergibt.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass die Wertschöpfung für den Hersteller der Instrumententafel auch verbessert ist, da der Ablagekasten (eventuell auch schon mit eingesetztem Handschuhfach) als ein einziges Teil geliefert werden kann. Dies bedeutet eine Endmontage des Kraftfahrzeugs, da später im Kraftfahrzeugmontagewerk nicht das Handschuhfach als gesondertes Bauteil noch eingepasst werden muss. Dies ist zeitaufwendig und aufgrund einer relativ langen Toleranzkette bisher schwierig oder auch mit unbefriedigenden Ergebnissen verbunden.
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Ein Handschuhfach kann im Ablagekasten vorgesehen sein, dieses Handschuhfach lässt sich (meist durch eine Schwenkbewegung) öffnen und schließen.
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Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Versteifung des Ablagekastens für Instrumententafeln, die so stabil gebaut sind, dass ein gesonderter Querträger, der zwischen beiden A-Säulen verläuft, verzichtbar ist (in Fachkreisen ”Cross Car Beam”) genannt. Es kann jedoch möglich sein, dass insbesondere auf der Fahrerseite ein Rest eines Querträgers stehen bleibt, der zwar nicht beide A-Säulen miteinander verbindet, der jedoch fahrerseitig angeordnet ist, insbesondere um eine Befestigung der Lenksäule bzw. der Pedallerie zu gewährleisten. Dies ist allerdings auch nur optional.
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Die erfindungsgemäße Versteifung mittels eines Ablagekastens ist insbesondere für solche Instrumententafeln geeignet, bei denen die Instrumententafel einerseits mit der Kraftfahrzeugkarosserie unmittelbar und kraftübertragend verbunden ist und andererseits diese Instrumententafel unmittelbar mit einer Dekorschicht belegt ist. Diese erfindungsgemäße Instrumententafel erfüllt einerseits dekorative Aufgaben, es ist hier auch nur eine einzige ”Schicht” des Trägers nötig, der einerseits dekorative Aufgaben erfüllt, andererseits allerdings auch erhebliche Kräfte aufnimmt und auf diese Weise sogar einen Querträger zwischen den A-Säulen verzichtbar macht.
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Erfindungsgemäß ist außerdem ein Verfahren zum Verbinden einer Instrumententafel mit einem Ablagekasten, wobei die Instrumententafel eine Innenwand, welche der Fahrgastzelle abgewandt ist, und eine Aussparung für einen Ablagekasten aufweist und wobei der Ablagekasten von der Innenwand her befestigt wird. Hierbei ist vorteilhaft, dass vor der Befestigung des Ablagekastens eine Dekorschicht auf der Instrumententafel aufgebracht ist, wobei vorzugsweise der Ablagekasten die Dekorschicht zumindest bereichsweise im Randbereich des Ablagekastens überdeckt. Hierbei ist besonders vorteilhaft, dass eine entsprechend hergestellte Instrumententafel im Bereich des Ablagekastens erst mit einem zu öffnenden Handschuhfach versehen wird und anschließend erst der Einbau der somit vorgefertigten Instrumententafel in einer Kraftfahrzeugkarosserie erfolgt. Hiermit wird es unnötig, nachträglich (und mit einer längeren Toleranzkette) den Handschuhkasten zu montieren.
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Der Ablagekasten weist zumindest in Fahrzeugquerrichtung, d. h. im Wesentlichen in Richtung der Kraftwirkung eines Seitencrashs, mindestens eine Ablageversteifung auf, welche die aufgrund der Aussparung unterbrochenen Versteifungen der Instrumententafel weiterführt, in dem Sinne, dass die mindestens eine Ablagekastenversteifung im Zusammenspiel mit den angrenzenden Versteifungen der Instrumententafel einen gemeinsamen Kraftpfad ausbilden. Dadurch das der Kraftpfad bis auf kleine Intervalle durchgängig ausgebildet ist, werden bei einem Seitencrash auftretende Kräfte über die Versteifungen auf die gegenüberliegende Seite einer Fahrzeugkarosserie geleitet, so dass die Fahrgastzelle in Fahrzeugquerrichtung zumindest im Bereich der Instrumententafel eine verbesserte Steifigkeit aufweist.
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Ein Bereich der Instrumententafel, in welchem ein Ablagekasten eingebracht werden soll, kann auf diese Weise großzügiger dimensioniert werden, da nicht länger die Instrumententafel alleine die Versteifungen aufweist, sondern zusätzliche Ablageversteifungen die durch die Aussparung entstandene nicht abgestützte Distanz durch Verlängerung des Kraftpfades überbrücken.
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Dabei ist es auch möglich, dass die Versteifungen der Instrumententafel an den zu überbrückenden Aussparungen lediglich durch die Ablageversteifungen unterstützt werden, so dass die Versteifungen der Instrumententafel im Bereich der Aufnahme kleiner, d. h. bereichsweise mit geringerer Stabilität ausfallen können, was die Dimensionierung der Versteifungen verringert und somit wiederum mehr Raum für den Ablagekasten ermöglicht. Die Dimensionierung der Ablageversteifung ergänzt dann lediglich die Versteifungen der Instrumententafel. Beispielsweise kann das Querschnittvolumen einer Versteifung im Bereich des Handschuhkastens nur ein Viertel bis zu einer Hälfte des Querschnittsvolumen einer Versteifung in einem benachbarten Bereich betragen. Das fehlende Querschnittsvolumen zur Schaffung eines stabilen Kraftpfades wird durch die Ablageversteifungen des Ablagekastens kompensiert. Die Gesamtsteifheit der Instrumententafel mit Ablagekasten ist verbessert.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Tragstrukturen der Instrumententafel in Teilen auch die Versteifungen zur Erhöhung der Stabilität der Instrumententafel bilden. Dadurch kann Material bei der Herstellung der Instrumententafel eingespart werden, ohne die Stabilität der Instrumententafel zu verringern. Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn die Instrumententafel derart geschaffen ist, dass die Tragstrukturen, welche oftmals ein zugrunde liegendes Gerüst bilden, mit den Kunststoffplatten, welche die Oberfläche der Instrumententafel bilden, stoffschlüssig verbunden sind, beispielsweise durch Umgießen der Tragstrukturen mit dem Kunststoffmaterial der Kunststoffplatten, und somit die gesamte Instrumententafel (zumindest die tragende Struktur mit den Kunststoffplatten vor einer etwaigen Umschäumung und ohne eingesetzte Geräte) im Wesentlichen aus einem Stück besteht. Vorzugsweise ist eine dergestaltete Instrumententafel selbsttragend und es kann auf einen Querträger verzichtet werden, was wiederum weiteren Bauraum für einen oder mehrere Ablagefächer zur Verfügung stellt.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Ablagekasten mit der Instrumententafel stoffschlüssig, beispielsweise durch Verschweißen, oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig, beispielsweise durch Verschrauben oder Vernieten oder Verclipsen oder Verrasten mit der Innenwand der Aussparung der Instrumententafel verbunden wird. Diese Verbindung wird vorzugsweise von einer der Fahrgastzelle abgewandten Innenwand der Instrumententafel her vollzogen. Auf diese Weise bleiben die Verbindungen von der Fahrgastzelle aus im Wesentlichen unsichtbar.
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Vorzugsweise wird die der Fahrgastzelle zugewandte Außenwand der Instrumententafel mit einer Dekorschicht überzogen. Dabei kann die Dekorschicht im Bereich der Aussparung zumindest bereichsweise Kanten der Aussparung umgreifen, so dass ein besseres Fugenbild mit einfacherem Montageaufwand hergestellt werden kann, da der Ablagekasten vorzugsweise von der Innenwand der Instrumententafel her eingesetzt wird und der Fugenverlauf in diesem Falle gleichmäßig entlang der Kanten der Aussparung aufgebracht ist.
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Unterhalb der Dekorschicht können weiterhin, zumindest entlang Teilen der Außenwand der Instrumententafel, zusätzliche Schaumschichten und/oder Dekorfolien aufgebracht werden um die Haptik zu verbessern.
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Durch eine Anbringung des Ablagekasten von der Innenwand der Instrumententafel her, wird weiterhin die Montage der Instrumententafel in einem Kraftfahrzeug oder einem Luft- oder Wasserfahrzeug vereinfacht, da im fertigen Instrumententafelmodul bereits der Ablagekasten integriert ist, und bei Bedarf nur noch ein Deckel zum Verdecken des Ablagekastens angebracht werden muss. Dies vereinfacht insbesondere die Herstellung entlang einer voll- oder semiautomatischen Produktionsstrasse. Des Weiteren ergibt sich auf diese Weise eine höhere Wertschöpfung und Produktivität, da der Ablagekasten als integraler Bestandteil mitgeliefert werden kann.
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Diese und weitere Vorteile werden in den beiliegenden Figuren genauer beschrieben. Es zeigen
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1a bis 1e Ansichten und Schnitte einer ersten Ausführungsform einer Instrumententafel;
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2a Aufsicht auf eine zweite Ausführungsform einer Instrumententafel mit Ablagekasten von der Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs;
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2b Querschnitt der Instrumententafel gemäß 2a mit Aufnahme für Ablagekasten; und
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2c ein Ablagekasten für eine erfindungsgemäße Instrumententafel.
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1a zeigt eine rückseitige Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Instrumententafel. Diese Instrumententafel ist noch nicht vollständig zusammengebaut und auch noch nicht mit Instrumenten bestückt.
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Gezeigt ist hier eine Ansicht von der Innenwand 9 der Instrumententafel her, also eine Ansicht der Instrumententafel, die nicht von dem späteren Fahrzeuginnenraum her sichtbar ist. Der Ablagekasten 5 wird hierbei an der Innenwand 9 befestigt.
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Dieser Zustand ist in 1b gezeigt. Hier ist die Verbindung des Ablagekastens 5 mit der Innenwand 9 zu erkennen. Die Verbindung kann hierbei entlang der sich überschneidenden Randbereiche formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig erfolgen. Beispielsweise ist es möglich, Ablagekasten und Innenwand 9 miteinander zu verschweißen oder zu verkleben. Es ist auch möglich, den Ablagekasten in korrespondierende Aufnahmen der Innenwand 9 einzuhaken. Besonders günstig ist das anschließende Verschrauben des Ablagekastens 5 mit der Instrumententafel 9 durch in 1b nicht dargestellten Schrauben. Hierzu weisen Instrumententafel und Ablagekasten fluchtende Löcher zum Durchführen von entsprechenden Bolzen auf, so dass der Ablagekasten fest und zur Übertragung hoher Kräfte mit der übrigen Instrumententafel verbunden ist.
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Die Instrumententafel 1 ist auf der der Innenwand 9 abgewandten Seite (also der Sichtseite) mit einer Dekorschicht belegt. Diese Dekorschicht ist um den Rand der Instrumententafel bereichsweise geführt, so dass der Randbereich des Ablagekastens 5 direkt auf die entsprechende Dekorschicht aufsetzt und der darunter liegende Träger somit nicht sichtbar ist.
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In 1b ist die Rückseite der Instrumententafel gezeigt, wie sie (eventuell nach der Bestückung mit weiteren Instrumenten) im Kraftfahrzeug eingebaut wird. Hierzu weist die Instrumententafel an ihren Seiten Löcher 12 auf, mittels derer sie mit einer Fahrzeugkarosserie (beispielsweise einer A-Säule, einer Stirnwand bzw. dem Fensterriegel unter der Windschutzscheibe) verbunden werden kann. Die Verbindung erfolgt hierbei unmittelbar zwischen dem Träger der Instrumententafel und der Kraftfahrzeugkarosserie, wobei zu bemerken ist, dass der Träger unmittelbar mit der Dekorschicht belegt ist.
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Der Träger ist vorzugsweise als Spritzgussteil gefertigt, wobei hier linienförmige Elemente die Stabilität erzeugen und zwischen diesen linienförmigen Elementen Kunststoffplattenelemente angeordnet sind. Die Stabilität der linienförmigen Elemente ergibt sich hierbei primär durch eine Kreuzverrippung.
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Die Instrumententafel 1 weist außerdem eine Lenksäulenabstützung 8 auf, die gesondert mit der Kraftfahrzeugkarosserie verbindbar ist. An der Lenksäulenabstützung kann zusätzlich auch ein Head-up-Display befestigt sein. Zusätzlich kann auch hier ein ”gekürzter” Cross Car Beam (Querträger) zur Anwendung kommen, der sich lediglich auf der Fahrerseite erstreckt und nicht beide A-Säulen miteinander verbindet.
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Es ist besonders vorteilhaft, dass der Ablagekasten 5 eine Versteifung 50, 50' entlang seiner unteren Kante aufweist. Dies führt dazu, dass eine Versteifung der Karosserie durch die Instrumententafel über die Fahrzeugbreite (y-Richtung) gewährleistet wird. Es wird ein Kraftpfad, der entlang der Versteifung 50, 50' sowie entlang der weiterführenden Versteifung 6 verläuft, ununterbrochen in Fahrzeugquerrichtung geführt.
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Der Verlauf dieses Kraftpfades ist in 1c nochmals dargestellt (hierbei handelt es sich um einen Schnitt in der x-y-Ebene).
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Durch die Ausführung des Ablagekastens wird erreicht, dass das Fahrzeug auf der Beifahrerseite mindestens dieselbe Steifigkeit in y-Richtung aufweist, wie auf der Fahrerseite.
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Gezeigt ist in 1c der Verlauf eines Kraftpfades von der Mittelkonsole bis hin zur rechten A-Säule 13 des Kraftfahrzeugs, der Fahrzeuginnenraum ist mit dem Bezugszeichen 7 angedeutet, der gekreuzte Bereich zeigt hierbei die Versteifung 6, der mit Dreiecken versehene Bereich 50, 50' deutet den Ablagekasten 5 an.
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1d zeigt einen Schnitt durch die Instrumententafel 1. Der Schnitt verläuft hierbei in der x-z-Ebene. Der Bauraum 15 stellt das dem Fahrzeuginnenraum 7 hin zugeordnete offene Volumen des Ablagekastens 5 dar und ist mit einem hier nicht gezeigten Handschuhfachkasten verschließbar. Dieser Handschuhfachkasten ist mit der Instrumententafel komplett vorfertigbar und wird dann nur noch bei der Endmontage des Kraftfahrzeugs mit der Kraftfahrzeugkarosserie verbunden.
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1e zeigt eine komplette Instrumententafel, hierbei ist der Ablagekasten 5 mit einem zu öffnenden und verschließbaren Handschuhkasten 16 bestückt.
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In 2a ist eine selbsttragende Instrumententafel 1 mit Tragstrukturen 2, 2' gezeigt, wobei die Tragstrukturen 2 gleichzeitig als Versteifungen in Fahrzeugquerrichtung, d. h. y-Richtung wirken und einen Kraftpfad zwischen den eingezeichneten A-Säulen bilden. Über diesen werden Kräfte von einer Seite der Fahrzeugkarosserie auf die gegenüberliegende Seite weitergeleitet. Die Tragstrukturen 2' wirken in Fahrzeuglängsrichtung, d. h. x- und z-Richtung.
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Die Tragstrukturen 2, 2' bestehen ebenso aus Kunststoff wie die plattenförmigen Elemente 20 der Instrumententafel. Die plattenförmigen Elemente 20 sind mit den Tragstrukturen 2, 2' umschlossen.
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Auf der Beifahrerseite (ebenso auf der Fahrerseite möglich) befindet sich eine durch die Mittelkonsole 3 und Teile der Tragstrukturen 2 begrenzte Aussparung der Instrumententafel, welche einen Ablagekasten 5 aufnimmt, welcher beispielsweise als Handschuhfach benutzt werden kann.
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2b zeigt einen Schnitt der Instrumententafel auf Höhe des Ablagekastens, wobei der Ablagekasten in 2c separat gezeigt ist. Das Profil der Instrumententafel 1 zeigt eine geschäumte Dekorschicht 10, welche an der Außenwand der Instrumententafel 1 verläuft und im Bereich der Aussparung die Kanten der Aussparung umgreift und so einen guten Fugenverlauf nach Anbringung des Ablagekastens ermöglicht. Dabei verläuft die Dekorschicht 10 entlang den reduzierten Tragstrukturen 2 im Bereich der Aussparung 4. Zum Vergleich sind die Ausmaße der Tragstrukturen außerhalb des Aussparungsbereich gezeigt und mit dem Bezugszeichen 2m versehen. Die Tragstrukturen 2m können sich dabei stetig zu den kleineren Ausmaßen der Tragstrukturen 2 reduzieren, oder den Übergang schlagartig erfolgen lassen.
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Durch die Montage eines Ablagekastens 5 mit Ablageversteifungen 50, 50' wie in 2c gezeigt, werden die Kraftpfade entlang der geschwächten Versteifungen 2 wieder verstärkt und eine verbesserte Gesamtstabilität der Instrumententafel mit Ablagekasten erreicht. Als zusätzliche Verstärkungsmaßnahme kann der Handschuhkasten Verrippungen 51 aufweisen, welche in Teile der Tragstrukturen oder Versteifungen eingreifen und zusätzliche Stabilität auch bei einem frontal auf die Instrumententafel aufgebrachten Druck bieten können.
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Der Ablagekasten 5 wird mit der Aufnahme bzw. Aussparung 4 verbunden, indem die Seitenflächen 200 der Versteifungen 2 mit den Seitenflächen 500 der Ablageversteifungen 50 und/oder die Seitenflächen 200' mit den Seitenflächen 500' verbunden werden. Eine Befestigung mittels aller Seitenflächen 500, 510 bzw. 500', 510' mit den korrespondierenden Seitenflächen der Aussparung 4 ist dabei besonders vorteilhaft.
