DE102008026631B4

DE102008026631B4 - Instrumententräger und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102008026631B4
Application number: DE102008026631A
Authority: DE
Inventors: Roman Bierkamp; Andreas Hitz; Stefan Hilgenberg
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2008-06-04
Filing date: 2008-06-04
Publication date: 2011-02-10
Anticipated expiration: 2028-06-05
Also published as: DE102008026631A1; US8146986B2; US20090302641A1

Abstract

Instrumententräger für ein Kraftfahrzeug, der einen zwischen den A-Säulen einer Kraftfahrzeugkarosserie eingliederbaren rohrförmigen Querträger (2) aufweist, an welchem Halter (12, 13) für Fahrzeugfunktionskomponenten gefügt sind, wobei im Querträger (2) zumindest ein Schlitz (8–11) zur Aufnahme eines Schenkels (15, 16) eines Halters (12, 13) vorgesehen ist, wobei die Position des Halters (12, 13) relativ zum Querträger (2) vor dem Fügen durch Verschieben des Schenkels (15, 16) im Schlitz (8–11) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (8–11) quer zur Längsachse (L) des Querträgers (2) ausgerichtet ist und die Position des Halters (12, 13) relativ zum Querträger (2) vor dem Fügen zusätzlich durch Verdrehen des Schenkels (15, 16) im Schlitz (8–11) einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Instrumententräger und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Instrumententräger werden in Kraftfahrzeugen als tragendes Bauteil für diverse Cockpit-Funktionen eingesetzt. Eine der Hauptkomponenten eines Instrumententrägers ist der Querträger. Der Querträger erstreckt sich im Kraftfahrzeug zwischen den A-Säulen quer zur Fahrtrichtung und hat versteifende Wirkung auf die Fahrzeugkarosserie. Die Querträger werden in der Automobilindustrie in der Regel aus einem oder mehreren Tragprofilen ausgebildet.
Die EP 0 990 578 B1 beispielsweise beschreibt einen mehrteilig aufgebauten Querträger.
Die DE 299 16 470 U1 offenbart einen Querträger, der aus zwei miteinander verbundenen Metallschalen hergestellt ist. Demgegenüber sieht die DE 103 59 746 B4 vor, den Querträger einteilig aus einer Platine als geschlossenes Kastenprofil auszubilden. Ein einteiliger Querträger aus einem Rohr geht aus der DE 102 14 473 A1 sowie aus der US 2003/0084948 A1 hervor.
Grundsätzlich muss der Instrumententräger verschiedene Funktionen erfüllen. Er dient neben der Versteifung der Karosserie zur Energieaufnahme im Crashfall und zum Verbinden verschiedener Raumpunkte bzw. zur Festlegung von diversen Haltern für die Instrumententafel selber sowie zur Halterung bzw. Befestigung weiterer Fahrzeugfunktionskomponenten, wie der Lenksäule, Heizungs- und Klimaanlage, Airbag, Mittelkonsole, Sicherungskasten oder Handschuhfach.
Zur Festlegung der vorgenannten Fahrzeugfunktionskomponenten bzw. deren Halterungen werden in den Querträger Löcher, Aussparungen oder Prägungen eingebracht, deren Aufgabe es ist, als Anbindungspunkte zu dienen. Teilweise sind die Anbindungspunkte mit Verbindungselementen, wie Muttern oder Bolzen, versehen. Das nachträgliche Setzen von Verbindungselementen ist jedoch arbeitsaufwändig und kostenintensiv.
Die DE 10 2005 012 816 A1 offenbart einen Querträger, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem sich in Längsrichtung des Querträgers erstreckenden, nach außen gerichteten Bereich, der einen Hohlraum mit einer seitlichen Öffnung zum Anbringen von Anbauteilen aufweist.
Auch die DE 195 31 876 A1 beschreibt einen Querträger für die Befestigung eines Armaturenbrettes in einem Kraftfahrzeug. Der Querträger besteht aus einem Strangpressprofil und weist mindestens eine nach oben offene Nut auf, in welche eine Rippe oder ein Steg eines Anbauteils eingefügt werden kann.
Zum Stand der Technik zählen weiterhin durch die WO 01/94189 A1 und die US-A-5,934,733 Instrumententräger für Kraftfahrzeuge mit einem zwischen den A-Säulen einer Kraftfahrzeugkarosserie eingliederbaren Querträger, an welche Halter für Fahrzeugsfunktionskomponenten gefügt sind. Im Querträger sind sich in Längsrichtung erstreckende Schlitze zur Aufnahme eines Schenkels eines Halters vorgesehen, wobei die Position des Halters relativ zum Querträger durch Verschieben des Schenkels im Schlitz einstellbar ist.
Insgesamt erscheint eine funktionale ebenso wie fertigungstechnische Weiterentwicklung eines Instrumententrägers wünschenswert, insbesondere auch unter dem Gesichtspunkt einer weitestgehenden Flexibilität bei einer Variantenvielfalt.
Der Erfindung liegt daher ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, einen Instrumententräger mit einem herstellungstechnisch flexibel auslegbaren Querträger aufzuzeigen sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Instrumententrägers rational und kostengünstiger zu gestalten.
Die Lösung des gegenständlichen Teils der Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Instrumententräger gemäß den Merkmalen von Anspruch 1.
Der verfahrensmäßige Teil der Aufgabe wird durch Anspruch 4 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 und 3 bzw. 5.
Erfindungsgemäß ist im Querträger zumindest ein Schlitz zur Aufnahme eines Schenkels eines Halters vorgesehen. Die Position des Halters relativ zum Querträger ist vor dem Fügen des Halters mit dem Querträger einstellbar. Dies erfolgt durch Verschieben und/oder Verdrehen des Schenkels im Schlitz. Hierdurch kann die genaue Fügelage von Querträger und Halter exakt eingestellt werden, wonach Querträger und Halter gefügt werden.
Die Schlitze sind quer zur Längsachse des Querträgers ausgerichtet. Der oder die Schlitze erstrecken sich über mehr als die Hälfte des Durchmessers des Querträgers bzw. um mehr als 180° über den Umfang eines Querträgers. Die Erfindung nimmt hierbei eine anfängliche Schwächung des Querträgers durch die Schlitze in Kauf, um die Freiheitsgrade in der Anbindung der Halter zu erhöhen. Durch die Fügung von Halter und Querträger in der Zusammenbaulage wird das System wieder versteift.
Durch die Aufnahme des Halters in dem oder den Schlitzen des Querträgers ist es möglich, einen Halter sowohl translatorisch in der X- oder Z-Ebene als auch rotatorisch unabhängig von der Querträgerposition zu positionieren. Dies ermöglicht eine modulare Bauweise des Instrumententrägers, wobei der Querträger relativ zur Position des Halters variiert werden kann, aber auch die Position des Halters relativ zum Querträger variiert werden kann. Durch eine radiale bzw. rotatorische Verlagerung wird der Halter mit seinem Schenkel im Schlitz gedreht. Die Lage des Drehpunkts ist auf Grund der erfindungsgemäßen Anbindung frei im Raum wählbar. Für eine rotatorische Verlagerung des Halters in der X- bzw. Z-Ebene wird der Halter mit seinem Schenkel im Schlitz verschoben. Die Lage des Halters ist lediglich begrenzt durch die seitliche Länge der Schenkel.
Zur Herstellung des Instrumententrägers wird der Querträger mit Schlitzen versehen, in welche ein Halter mit seinen Schenkeln eingeführt wird. Die Breite der Schlitze und die Breite der Schenkel sind geometrisch aufeinander abgestimmt, so dass die Schenkel mit geringem Spiel in den Schlitzen bewegt werden können. Die Fügelage des Halters wird dann durch Verschieben und/oder Verdrehen des Halters und des Querträgers relativ zueinander eingestellt und anschließend der Halter am Querträger gefügt.
Vorzugsweise sind zwei oder mehr Halter, beispielsweise für die Lenksäulenanbindung, mit einem definierten axialen Abstand am Querträger festgelegt. Die Schlitze werden radial quer zur Längsachse des Querträgers und parallel zueinander ausgeführt.
Zur Fixierung des Halters in der Fügelage am Querträger wird dieser mittels eines stoffschlüssigen Fügeverfahrens, vorzugsweise Schweißen oder Löten, nach der Positionierung am Querträger gefügt.
Durch die freie Positionierung der Halter können nahezu beliebig viele Varianten eines Instrumententrägers auf Basis des Grundmoduls hergestellt werden, ohne dass neue Werkzeuge gefertigt werden müssen. Lediglich die Ausrichtung von Querträger und Haltern relativ zueinander wird innerhalb der Zusammenbaufertigung entsprechend der geforderten Position der Anbindung geändert.
Durch endseitige Flanschbauteile wird der Querträger zum Instrumententräger komplettiert. Das Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Instrumententrägers ist rational und kostengünstig und eröffnet auf Grund der hohen Freiheitsgrade bei der Positionierung der diversen Halter und des Querträgers relativ zueinander ein Höchstmäß an Gestaltungsmöglichkeiten.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 einen erfindungsgemäßen Instrumententräger in perspektivischer Darstellungsweise;
2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Bereich der Lenksäulenanbindung des Instrumententrägers gemäß der 1 mit der Darstellung von zwei Haltern in einer Position ”Mitte”;
3 den Ausschnitt entsprechend der 2 mit der Darstellung der Halter in einer Position ”Unten”;
4 den Ausschnitt gemäß der 2 mit der Darstellung der Halter in einer Position ”Oben”;
5 schematisch in der Seitenansicht die Darstellung eines Halters in der Position ”Mitte”;
6 die Darstellung eines Halters in einer radial verschobenen Position und
7 die Darstellung eines Halters in einer translatorisch verschobenen Position.
1 zeigt in perspektivischer Darstellungsweise einen Instrumententräger 1. Der Instrumententräger 1 umfasst einen quer zwischen hier nicht dargestellten A-Säulen eines Kraftfahrzeugs eingliederbaren Querträger 2. Der Querträger 2 ist rohrförmig gestaltet bzw. aus einem Rohr als Basismodul hergestellt. An seinen beiden Enden 3, 4 ist der Querträger 2 mit Flanschbauteilen 5, 6 versehen. Über die Flanschbauteile 5, 6 kann der Instrumententräger 1 an den A-Säulen einer Kraftfahrzeugkarosserie festgelegt werden. Mit 7 ist eine Halterung für eine Fahrzeugfunktionskomponente, nämlich die Mittelkonsole, bezeichnet. Die Halterung 7 ist am Querträger 2 fügetechnisch festgelegt.
Wie insbesondere die 1 bis 4 zeigen, ist der Querträger 2 mit Schlitzen 8, 9, 10, 11 versehen. Die Schlitze 8–11 sind radial quer zur Längsachse L des Querträgers 2 gerichtet und erstrecken sich über mehr als die Hälfte des Durchmessers des Querträgers 2 bzw. über mehr als die Hälfte des Umfangs des Querträgers 2. In den Schlitzen 8–11 werden Halter 12, 13 festgelegt. Die Halter 12, 13 sind U-förmig konfiguriert mit einem Steg 14 und zwei Schenkeln 15, 16. Die Schenkel 15, 16 der Halter 12, 13 werden jeweils in zwei mit axialem Abstand a1 benachbarte Schlitze 8, 9 bzw. 10, 11 eingeführt und tauchen in diese ein. Die Fügelage bzw. die bauteilspezifisch gewünschte Position der Halter 12, 13 wird dann eingestellt. Dies erfolgt durch Verschieben und/oder Verdrehen der Halter 12, 13 und des Querträgers 2 relativ zueinander. Hierzu können die Halter 12, 13 translatorisch in der in der Fahrzeuglängsachse liegenden X-Ebene sowie in der vertikal ausgerichtete Z-Ebene verschoben werden. Ferner ist es möglich, den Halter 12, 13 relativ zur Längsachse L des Querträgers 2 in den Schlitzen 8, 9 bzw. 10, 11 zu drehen. Der rotatorische Freiheitsgrad zwischen Halter 12, 13 und Querträger 2 ist durch den Pfeil R (6) verdeutlicht. Nach dem Einstellen der Fügelage zwischen den Haltern 12, 13 und dem Querträger 2 werden die Bauteile miteinander stoffschlüssig gefügt. Dies erfolgt vorzugsweise schweiß- oder löttechnisch. Man erkennt, dass die beiden Halter 12, 13 parallel und mit axialem Abstand a2 zueinander angeordnet sind.
Die Flexibilität bzw. Variationsmöglichkeit bei der Auslegung des Instrumententrägers 1 bzw. der Anbindung der Halter 12, 13 am Querträger 2 ist anhand der 2 bis 7 verdeutlicht. 2 zeigt die Halter 12, 13 in einer Position ”Mitte”. Bei der Darstellung der 3 befinden sich die Halter 12, 13 in einer Position ”Unten”, wohingegen die 4 die Halter 12, 13 in einer Position ”Oben” zeigt.
Auch 5 zeigt einen Halter 12 in der Position ”Mitte”. 6 zeigt den Halter 12 bzw. 12' in einer gegenüber der Position ”Mitte” radial verschobenen Position. In der radial verschobenen Position ist der Halter mit 12' gekennzeichnet. Der Halter 12' ist gegenüber der Position ”Mitte” verdreht bzw. gekippt. Die 7 zeigt einen Halter 12 in einer gegenüber der Position ”Mitte” translatorisch verschobenen Position. Hierzu ist der Halter 12 mit seinen Schenkeln 15, 16 in den Schlitzen 8–11 in Bildebene nach rechts verlagert worden. Die verlagerte Position des Halters ist mit 12'' gekennzeichnet.
Die Erfindung schafft einen flexibel auslegbaren Instrumententräger 1 mit einem höheren Freiheitsgrad in der Positionierung der Halter 12, 13 am Querträger 2. Hierdurch kann basierend auf einem Grundmodul eine große Variation in der Positionierung bzw. Ausrichtung der Halter 12, 13 und des Querträgers 2 relativ zueinander erreicht werden. Ein und dieselben Bauteilkomponenten, nämlich der mit Schlitzen 8–11 versehene Querträger 2 und die Halter 12, 13, können zur Herstellung unterschiedlicher Varianten eines Instrumententrägers 1 genutzt werden. Hierzu wird die Positionierung der Halter 12, 13 und des Querträgers 2 innerhalb der Zusammenbaufertigung in der fahrzeugspezifisch geforderten Position eingestellt und die Bauteile gefügt.
Bezugszeichenliste

1: Instrumententräger
2: Querträger
3: Ende v. 2
4: Ende v. 2
5: Flanschbauteil
6: Flanschbauteil
7: Halterung
8: Schlitz
9: Schlitz
10: Schlitz
11: Schlitz
12: Halter
13: Halter
14: Steg
15: Schenkel
16: Schenkel
a1: Abstand
a2: Abstand
L: Längsachse

Claims

Instrumententräger für ein Kraftfahrzeug, der einen zwischen den A-Säulen einer Kraftfahrzeugkarosserie eingliederbaren rohrförmigen Querträger (2) aufweist, an welchem Halter (12, 13) für Fahrzeugfunktionskomponenten gefügt sind, wobei im Querträger (2) zumindest ein Schlitz (8–11) zur Aufnahme eines Schenkels (15, 16) eines Halters (12, 13) vorgesehen ist, wobei die Position des Halters (12, 13) relativ zum Querträger (2) vor dem Fügen durch Verschieben des Schenkels (15, 16) im Schlitz (8–11) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (8–11) quer zur Längsachse (L) des Querträgers (2) ausgerichtet ist und die Position des Halters (12, 13) relativ zum Querträger (2) vor dem Fügen zusätzlich durch Verdrehen des Schenkels (15, 16) im Schlitz (8–11) einstellbar ist.
Instrumententräger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (8–11) sich über mehr als die Hälfte des Durchmessers des Querträgers (2) erstreckt.
Instrumententräger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (12, 13) U-förmig konfiguriert ist und einen Steg (14) mit zwei Schenkeln (15, 16) aufweist und im Querträger (2) zwei Schlitze (8, 9 bzw. 10, 11) mit axialem Abstand (a1) parallel zueinander angeordnet sind, wobei jeweils ein Schenkel (15, 16) in einen Schlitz (8–11) eingreift.
Verfahren zur Herstellung eines Instrumententrägers für ein Kraftfahrzeug, welcher einen Querträger (2) mit daran gefügten Haltern (12, 13) aufweist, wobei der Querträger (2) mit Schlitzen (8–11) versehen wird, in welche ein Halter (12, 13) mit Schenkeln (15, 16) eingeführt wird, worauf die Fügelage des Halters (12, 13) durch Verschieben des Halters (12, 13) und des Querträgers (2) relativ zueinander eingestellt und anschließend der Halter (12, 13) am Querträger (2) gefügt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (8–11) quer zur Längsachse (L) des Querträgers (2) ausgerichtet sind und die Position des Halters (12, 13) relativ zum Querträger (2) vor dem Fügen zusätzlich durch Verdrehen des Schenkels (15, 16) im Schlitz (8–11) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Halter (12, 13) mit axialem Abstand (a2) am Querträger (2) festgelegt werden.