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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Träger für ein Fahrzeug, insbesondere einen Querträger für eine Instrumententafel eines Fahrzeuges, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Trägers.
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STAND DER TECHNIK
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Träger, insbesondere Querträger, sind bekannt und werden in Fahrzeugen dafür verwendet, Innenraumbauteile abzustützen und gleichzeitig einen Teil der tragenden Struktur des Fahrzeuges auszubilden. Bei Kraftfahrzeugen kommt ein solcher Querträger z. B. hinter der Instrumententafel eines Fahrzeuges zum Einsatz, sodass die Verkleidung der Instrumententafel auf diesen Quertrager aufgesetzt ist. Darüber hinaus hat ein solcher Querträger die Aufgabe, die Struktur des Fahrzeuges mechanisch zu verstärken, insbesondere eine mechanische Querverbindung zwischen den beiden Seitenteilen des Fahrzeuges zu schaffen. Dabei ist zu unterscheiden, in welchem Bereich der Querträger eingesetzt wird. Insbesondere sind dabei die Innenraumbereiche, welche auf der gegenüberliegenden Seite der Instrumententafel liegen, unterschiedlichen mechanischen Einflusszonen einzuordnen. So handelt es sich bei der Fahrerseite um einen so genannten Hochleistungsbereich, also einen Bereich, der hohen mechanischen Anforderungen gerecht werden muss. Der Rest des Innenraumes, insbesondere die Beifahrerseite, ist als normaler Leistungsbereich eingestuft, sodass hier eher eine normale mechanische Stabilität erforderlich ist.
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Beispielsweise zeigt die
US 2003/0084948 A1 einen solchen Querträger für ein Fahrzeug. Dort wird der Querträger aus einzelnen Querträgerelementen zusammengesetzt und diese durch einen plastischen Verformungsschritt miteinander verbunden. Dabei können die einzelnen Querträgerelemente aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein. Durch den Schritt der plastischen Verformung besteht das Risiko, dass sich die mechanische Belastbarkeit zumindest eines der beiden Querträgerelemente verändert und nicht mehr den Konstruktionsvorgaben entspricht.
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Aus den Veröffentlichungen
DE 101 21 402 A1 und
EP 1 655 208 A1 sind ebenfalls Querträger bekannt, die aus einzelnen Querträgerelementen bestehen. Diese werden durch separate Bauteile miteinander verbunden. Die Verbindung der beiden Querträgerelemente wird dabei entweder durch Schweißverbindungen zu beiden Querträgerelementen oder durch ein Umfassen der Querträgerelemente von Außen ohne jedes Schweißen erzielt
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Aufwändig ist die Verwendung eines mehrteiligen Querträgers, wenn dieser aus unterschiedlichen Materialien gefertigt ist. Ist z B. gewünscht, die Beifahrerseite des Querträgers aus einem Leichtbauwerkstoff – zum Beispiel Aluminium oder Magnesium oder deren Legierungen – herzustellen, so ist dieser mit dem Werkstoff der Fahrerseite, welcher häufig – um die geforderten mechanischen Stabilitäten zu erzielen – Stahl ist nicht oder nur unter großen Schwierigkeiten verbindbar. Ein Verschweißen von Stahl mit Leichtbaumaterial, wie z. B. Aluminium oder Magnesium, ist nur mit sehr kostenaufwändigen und vor allem zeitintensiven Bemühungen durchführbar.
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Bei bekannten Instrumententafel-Querträgern ist es mithin schwierig, einer Differenzierung hinsichtlich der beiden unterschiedlichen Anforderungen aus dem Innenraum des Fahrzeuges gerecht zu werden. Daher wird gemäß bekannten Verfahren und gemaß bekannten Querträgern oftmals der Querträger aus einem Material und mit einer Belastbarkeit hergestellt, die vollständig dem Hochleistungsbereich, also der Fahrerseite, gerecht wird. Das bedeutet also, dass im Bereich der Beifahrerseite, also im Bereich der normalen Belastungsfälle, eine Überdimensionierung erfolgt. Bekannte Querträger und zugehörige Verfahren haben demnach oftmals den Nachteil, dass sie zu einer Überdimensionierung der Querträger fuhren und damit erhöhte Kosten und ein erhöhtes Gewicht mit sich bringen. Insbesondere im Bereich von Sportfahrzeugen ist das Gewicht häufig entscheidender als Kosten, sodass die gewünschte Steifheit der Karosserie mit unnötig hohem Gewicht erkauft werden muss.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Trägers, insbesondere eines Instrumententafel-Querträgers, für ein Fahrzeug sowie einen Träger für ein Fahrzeug zur Verfügung zu stellen, welche die voranstehend genannten Probleme beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Kosten und das Gewicht eines Trägers für ein Fahrzeug zu reduzieren und gleichzeitig die geforderten Belastbarkeitsreserven für den Trager zur Verfügung zu stellen
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Gelöst wird die voranstehende Aufgabe durch einen Träger mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 12. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteranspruchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Bauteil beschrieben sind, selbstverstandlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bzgl. der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Ein erfindungsgemäßer Träger für ein Fahrzeug, insbesondere für eine Instrumententafel eines Fahrzeuges, umfasst mindestens ein erstes Trägerelement aus einem ersten Material und ein zweites Trägerelement aus einem zweiten Material Dabei ist eine Verbindungsbuchse mit einem kraftschlüssigen Verbindungsbereich kraftschlüssig mit dem ersten Trägerelement und mit dem zweiten Trägerelement mit einem stoffschlüssigen Verbindungsbereich stoffschlüssig verbunden. Mit anderen Worten erzeugt eine Verbindungsbuchse im Rahmen der vorliegenden Erfindung sozusagen eine Adapterbuchse zwischen den beiden Trägerelementen aus unterschiedlichen Materialien. Während die beiden Trägerelemente in direkter Weise nicht oder nur schwierig stoffschlüssig miteinander verbindbar, also insbesondere schweißbar wären, kann hier durch die geringfügige Erhöhung der Komplexität mit Hilfe der Verbindungsbuchse ein stoffschlüssiges Verbinden in einfacher Weise erfolgen. Mit anderen Worten fungiert die Verbindungsbuchse als Verbindungsadapter, um aus einer nur schwer herzustellenden stoffschlüssigen Verbindung zwischen den beiden Trägerelementen direkt eine indirekte Verbindung über eine kraftschlüssige Verbindung und eine stoffschlüssige Verbindung zu erzielen.
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Auf diese Weise kann der Stoffschluss zwischen der Verbindungsbuchse und dem zweiten Trägerelement deutlich einfacher erfolgen, als dies zwischen den unterschiedlichen Materialien der beiden Trägerelemente direkt der Fall wäre. Insbesondere kann dabei das Material der Verbindungsbuchse frei gewählt werden, da die Verbindungsbuchse in Relation zu den beiden Trägerelementen nur ein geringes Ausmaß aufweist. Dementsprechend ist der Einfluss der Materialwahl für die Verbindungsbuchse auch für die Kosten und für das Gewicht des gesamten Tragers nur minimal. Durch einen erfindungsgemäßen Träger können also unterschiedliche Materialien für die unterschiedlichen Trägerelemente verwendet und trotzdem eine einfache und kostengünstige Verbindung zwischen diesen Trägerelementen zur Verfügung gestellt werden. Auf diese Weise ist es möglich, dass die beiden Materialien der beiden Trägerelemente unterschiedlichen Leistungsanforderungen des Trägers gerecht werden. Z. B. ist es möglich, dass das erste Trägerelement der Fahrerseite eines Fahrzeuges zugeordnet ist und dementsprechend die mechanischen Anforderungen an den Hochleistungsbereich erfüllt. Das zweite Trägerelement ist der Beifahrerseite des Fahrzeuges zugeordnet und muss nur den normalen Leistungsanforderungen des Beifahrerbereiches Rechnung tragen. Das Material für das zweite Trägerelement kann dementsprechend leichter und/oder kostengünstiger ausgeführt sein.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist zu unterscheiden zwischen einer kraftschlüssigen und einer stoffschlüssigen Verbindung. Unter Stoffschluss ist dabei insbesondere eine Schweißverbindung zu verstehen, also ein im Wesentlichen vollständiges Verschmelzen im Verbindungsbereich zwischen der Verbindungsbuchse und dem zweiten Trägerelement. Ein Kraftschluss, also eine kraftschlüssige Verbindung, im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist gerade keine stoffschlüssige Verbindung, sondern vielmehr jegliche andere Form von Kraftübertragung der Verbindung zwischen der Verbindungsbuchse und dem ersten Trägerelement. Hierzu kann z. B. ein Presssitz, ein Nieten, ein Spannen, ein Umgießen oder ein Formschluss Verwendung finden, wie dies später noch erläutert wird. Da jedoch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen zwei Materialien deutlich unabhängiger von den jeweiligen Materialien herzustellen ist, kann an dieser Stelle auch eine Materialpaarung zwischen dem ersten Trägerelement und der Verbindungsbuchse verwendet werden, die eine stoffschlüssige Verbindung nicht oder nur erschwert zulässt. Daher kann es vorteilhaft sein, wenn die Verbindungsbuchse vorzugsweise das identische Material wie das zweite Trägerelement aufweist. Insbesondere ist es jedoch ausreichend, wenn die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Material der Verbindungsbuchse und dem Material des zweiten Trägerelementes in einfacher und kostengünstiger Weise herstellbar ist.
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Ein weiterer Vorteil bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ist es, dass die Materialien des ersten Trägerelementes und des zweiten Trägerelementes miteinander vorzugsweise nicht kontaktiert sind. Das bedeutet, dass das erste Trägerelement und das zweite Trägerelement einander nicht berühren müssen. Korrosionsformen, die auf solch einer direkten Berührung beruhen, also so genannte Kontaktkorrosion, sind auf diese Weise in Weiterbildung der Erfindung zwischen den beiden Trägerelementen vermeidbar.
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Wird als stoffschlüssige Verbindung eine Schweißverbindung verwendet, so kann die Verbindungsbuchse mit anderen Worten als ein Schweißadapter bezeichnet werden. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass das Material der Verbindungsbuchse grundsätzlich frei gewählt werden kann. Dabei ist jedoch vorzugsweise auf die gewünschte explizite Ausführungsform der jeweiligen Verbindung, also sowohl die kraftschlüssige Verbindung als auch die stoffschlüssige Verbindung, abzustellen. Da die Verbindungsbuchse eine deutlich geringere geometrische Erstreckung hat, als dies bei den beiden Trägerelementen der Fall ist, können auch intensivere vorbereitende Maßnahmen, wie z. B. eine Wärmebehandlung, eine galvanische Behandlung und/oder eine Oberflächenbehandlung der Verbindungsbuchse durchgeführt werden, ohne das zu hohe Kosten entstehen würden.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es von Vorteil sein, wenn es sich bei der stoffschlüssigen Verbindung um eine Schweißverbindung handelt. Diese ist insbesondere dahingehend von Vorteil, dass Schweißverbindungen im Fahrzeugbau bekannt sind. Darüber hinaus sind die mechanische Stabilität solcher Schweißverbindungen und deren Qualität gut überprüfbar, sodass die erforderliche mechanische Steifheit des gesamten Trägers durch die Verwendung einer Schweißverbindung in einfacher Weise erzielt werden kann. Dafür ist es vorteilhaft, wenn die Verbindungsbuchse ein Material aufweist, das mit dem Material des zweiten Trägerelementes gut schweißbar ist. Insbesondere kann die Verbindungsbuchse wenigstens im stoffschlüssigen Verbindungsbereich der Schweißverbindung das gleiche Material wie das zweite Trägerelement aufweisen. Durch die freie Auswahlmöglichkeit der Verbindungsbuchse kann das Voranstehende erzielt werden. Dies führt dazu, dass ein Verschweißen zwischen der Verbindungsbuchse und dem zweiten Trägerelement in einfacher Weise durchgeführt werden kann, ohne das hohe Kosten entstehen.
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Auch ist an dieser Stelle darauf hinzuweisen, dass die Verbindungsbuchse nicht zwingend einstückig sein muss. Vielmehr kann sie mehrstückig aufgebaut sein oder aber auch verschiedene Materialbereiche aufweisen, die integral miteinander verbunden sind. Das Vorsehen von unterschiedlichen Materialkomponenten für die Verbindungsbuchse hat den Vorteil, dass die jeweiligen Verbindungsbereiche an die jeweilige Verbindungsart in besonderer Weise bei ein und derselben Verwendungsbuchse angepasst sein können.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es von Vorteil, wenn bei einem erfindungsgemäßen Träger die kraftschlüssige Verbindung durch wenigstens eine der folgenden Verbindungsmethoden erzeugt worden ist:
- • Verpressen
- • Nieten
- • Spannen
- • Umgießen
- • Formschluss.
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Die voranstehende Auflistung beinhaltet, nicht abschließend, unterschiedliche Möglichkeiten der kraftschlüssigen Verbindung. Unter einem Verpressen ist dabei ein Presssitz zu verstehen, der über die entsprechenden Durchmesserverhältnisse zwischen der Verbindungsbuchse und dem ersten Trägerelement einstellbar ist. Dabei ist insbesondere auf das mechanische Passungssystem zurückzugreifen. Ein Vernieten, wie auch ein Verschrauben ist beispielsweise möglich, wenn die Verbindungsbuchse hinsichtlich ihres Materials nicht in der notwendigen Toleranzgenauigkeit hergestellt werden kann, wie sie beispielsweise für ein Verpressen notwendig wäre. Auch ein Spannen ist möglich, sodass eine Clipverbindung oder eine Clinchverbindung für die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Trägerelement und der Verbindungsbuchse einsetzbar ist. Auch ein Umgießen ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar. Das bedeutet, dass kein Stoffschluss, sondern durch das Umgießen eine kraftschlüssige Verbindung, also insbesondere ein Formschluss, zwischen der Verbindungsbuchse und dem ersten Trägerelement entsteht.
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Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Träger die beiden Trägerelemente unterschiedlichen Bereichen des Fahrzeugs zugeordnet sind und unterschiedlich hohe Anforderungen an ihre mechanische Stabilität erfüllen. Z. B. können diese unterschiedlichen Bereiche eines Instrumententafel-Querträgers die Beifahrerseite und die Fahrerseite in einem Fahrzeug sein. Die Beifahrerseite ist dabei hinsichtlich der Leistungsvoraussetzungen ein normaler Leistungsbereich, während die Fahrerseite ein Hochleistungsbereich ist. Diesen beiden verschiedenen Leistungsbereichen sind die beiden Trägerelemente zugeordnet, sodass das Trägerelement, welches der Fahrerseite zugeordnet ist, die Anforderungen des Hochleistungsbereiches erfüllt, und das Trägerelement, dass der Beifahrerseite zugeordnet ist, die normalen Leistungsanforderungen erfüllt. Die Erfüllung dieser Leistungsanforderungen kann durch unterschiedliche Materialien, aber auch durch unterschiedliche Materialstärken oder aber Profilvarianten der einzelnen Trägerelemente erzeugt werden. Entscheidend bleibt jedoch, dass zumindest die Materialien unterschiedlich hinsichtlich der beiden Trägerelemente sind.
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Ein weiterer Vorteil ist es wenn, im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Verbindungsbuchse wenigstens zwei Abschnitte aus unterschiedlichen Materialien aufweist. Eine derartige zusammengesetzte Verbindungsbuchse kann an die jeweilige Verbindungsart der beiden Verbindungen zu den beiden Trägerelementen in besonderer Weise angepasst sein. Damit kann für die stoffschlüssige Verbindung das identische Material wie für das zweite Trägerelement vorgesehen sein, während gleichzeitig eine Kontaktkorrosion zwischen Verbindungsbuchse und erstem Trägerelement vermieden ist. Dies geschieht dadurch, dass durch den mehrteiligen Aufbau der Verbindungsbuchse das identische Material zu dem zweiten Trägerelement nur in dem stoffschlüssigen Verbindungsbereich vorliegt, während im kraftschlüssigen Verbindungsbereich die Verbindungsbuchse ein Material aufweist, welches keiner Kontaktkorrosion unterliegt.
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Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Träger die Verbindungsbuchse mit ihrem kraftschlüssigen Verbindungsbereich im Inneren oder im Wesentlichen im Inneren des ersten Trägerelementes angeordnet ist. Mit anderen Worten greift die Verbindungsbuchse in das Innere eines Hohlprofils eines ersten Trägerelementes ein. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ein Verpressen als kraftschlüssige Verbindungsform eingesetzt wird. Mit anderen Worten erfolgt ein innen liegender Presssitz der Verbindungsbuchse im Hohlprofil des ersten Trägerelementes. Dies erzeugt den Vorteil, dass bei Trägern, welche als Trägerelemente häufig als Hohlprofil ausgebildet sind, keine zusätzliche Adapterfläche für die Verbindungsbuchse vorgesehen werden muss. Darüber hinaus erstreckt sich auf diese Weise die Verbindungsbuchse nicht über die Querschnittsabmessungen des bereits bestehenden Hohlprofils des Trägerelementes hinaus. Die umgebenden Bereiche des Trägers müssen demnach nicht an einen erfindungsgemäßen Träger angepasst werden, da die geometrischen Gesamtabmessungen des Trägers trotz der Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungsbuchse die bekannten geometrischen Abmessungen nicht überschreiten. Ein erfindungsgemäßer Träger ist dementsprechend auch bei bestehenden Gesamtkonstruktionen eines Fahrzeuges einsetzbar, ohne dass er negativen Einfluss auf umliegende Komponenten nimmt.
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Ein weiterer Vorteil kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Träger das erste und/oder das zweite Trägerelement ein Leichtbaumaterial, insbesondere eines der folgenden Materialien, aufweist:
- • Aluminium oder Aluminiumlegierungen
- • Magnesium oder Magnesiumlegierungen
- • Kunststoff.
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Selbstverständlich sind auch andere Leichtbaumaterialien möglich, welche in der voranstehenden, nicht abschließenden Liste nicht aufgeführt sind. Durch die Verwendung eines Leichtbaumaterials können insbesondere Unterschiede in der mechanischen Leistungsanforderung an die beiden Trägerelemente abgebildet werden. Zusätzlich zur Materialwahl ist selbstverständlich eine unterschiedliche Profilwahl im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar. Das Verwenden von Leichtbaumaterial in Kombination mit anderen Materialien wird dabei durch einen erfindungsgemäßen Träger, insbesondere durch die Verwendung der Verbindungsbuchse in erfindungsgemäßer Weise deutlich erleichtert und vereinfacht.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Trägers mit den folgenden Schritten:
- • Vorsehen eines ersten Trägerelements aus einem ersten Material,
- • Vorsehen eines zweiten Trägerelements aus einem zweiten Material,
- • Vorsehen einer Verbindungsbuchse,
- • Kraftschlüssiges Verbinden der Verbindungsbuchse mit dem ersten Trägerelement,
- • Stoffschlüssiges Verbinden der Verbindungsbuchse mit dem zweiten Trägerelement, insbesondere mittels einer Schweißverbindung.
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Die beiden abschließenden Schritte können selbstverständlich auch in umgekehrter Reihenfolge oder sogar zeitlich parallel zueinander durchgeführt werden. Ein erfindungsgemäßes Verfahren ermöglicht es also auch für das Trägerelement unterschiedliche Materialien miteinander zu verbinden und die gewünschte mechanische Stabilität zu erzielen, ohne aufwändige, zeitintensive und/oder teure Verbindungsverfahren für den gewünschten Stoffschluss einzusetzen.
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Ein Träger gemäß der vorliegenden Erfindung kann zum Beispiel rohrförmig oder im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet sein. Insbesondere weist der Träger ein Hohlprofil auf, das zumindest abschnittsweise als Hohlzylinder ausgebildet ist. Selbstverständlich sind jedoch auch andere geometrische Formen für die Ausbildung des Trägers mittels eines solchen Hohlprofils im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar. Ein derartiges Hohlprofil ist insbesondere aus einzelnen rohrförmigen Abschnitten zusammengesetzt. Dabei sind zum Beispiel das erste Trägerelement und das zweite Trägerelementen jeweils als ein erster Rohrabschnitt und als ein zweiter Rohrabschnitt ausgebildet. Dies führt dazu, dass bei gleichbleibenden Außenabmessungen und insbesondere gleichbleibender mechanischer Stabilität das Gewicht und der Materialbedarf eines derartigen Trägers deutlich reduziert werden.
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Die Querschnitte der einzelnen Trägerelemente beziehungsweise des Trägers sind dabei nicht unbedingt konstant. Vielmehr ist es auch möglich, dass verschiedene Querschnitte an verschiedenen Orten des Trägers vorgesehen sind. Die Übergänge zwischen den einzelnen Querschnitten können dabei stufenweise oder kontinuierlich ausgebildet sein. Die einzelnen Querschnitte können zum Beispiel eine, mehrere oder kombinierte Formen aus der nachfolgenden Liste aufweisen:
- • rund
- • rechteckig
- • quadratisch
- • dreieckig
- • mehreckig
- • oval.
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So können auch innerhalb eines Trägerelements unterschiedliche Abschnitte mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften ausgebildet werden. Insbesondere kann auf diese Weise eine Vordefinition der Deformation eines solchen Trägers im Falle eines Crashs des Fahrzeugs getroffen werden. So kann verhindert oder zumindest entgegengewirkt werden, dass Teile des Trägers oder Teile der Trägerabschnitte sich in einer Weise verformen, dass sie sich während der Verformung in den Innenraum des Fahrzeugs hinein bewegen. Eine solche Ausführungsform reduziert somit die Verletzungsgefahr von Fahrzeuginsassen.
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Nicht nur die Querschnitte, sondern auch die Ausrichtung der einzelnen Abschnitte des Trägers beziehungsweise der einzelnen Trägerelemente können sich voneinander unterscheiden. So können diese zum Beispiel winklig zueinander liegen. Auch stufenweiser Versatz einzelner Abschnitte zueinander ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar. Neben der gezielten Beeinflussung der mechanischen Eigenschaften dieser Abschnitte kann auf diese Weise eine Anpassung an die geometrische Einbausituation eines erfindungsgemäßen Trägers getroffen werden. Insbesondere kann die Form des Innenraums, also der Innenraumverkleidung, bei der Konstruktion des Trägers berücksichtigt werden.
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Ein erfindungsgemäßer Träger kann zum Beispiel als Querträger an oder unter einer Hutablage eines Fahrzeugs eingesetzt werden. Dies ist zum Beispiel bei geteilten Rücksitzbänken sinnvoll, die eine asymmetrische Teilung, zum Beispiel 1:2, aufweisen. Hier sind aufgrund dieser Asymmetrie unterschiedliche Belastungssituationen des Trägers zu berücksichtigen, die durch die Verwendung eines Trägers gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt werden können. Auch ist es möglich, dass ein erfindungsgemäßer Trager als Montageträger im Frontbereich oder im Heckbereich eines Fahrzeugs eingesetzt wird. Auch hier bestehen unterschiedliche Belastungssituationen, die durch einen erfindungsgemäßen Träger mit unterschiedlichen mechanischen Belastbarkeiten aufgenommen werden können.
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Selbstverständlich ist es auch möglich, einen erfindungsgemäßen Träger als Längsträger in einem Fahrzeug einzusetzen. So kann es von Vorteil sein, wenn ein einziger Träger gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, der über den Längsverlauf eines Fahrzeugs unterschiedliche mechanische Stabilitäten zur Verfügung stellt. Insbesondere mit Bezug auf unterschiedliche Crashsituationen kann auf diese Weise eine gezieltere Anpassung des Trägers hinsichtlich seines Deformationsverhaltens durchgeführt werden. So kann zum Beispiel ein Frontbereich mechanisch stabiler ausgebildet sein, als einzelne Teilebereiche im Bereich des vorderen Rades des Fahrzeuges, so dass seitliche Unfalle mit Fahrrädern oder Fußgängern eine geringere Verletzung bei denselben hervorrufen und gleichzeitig die notwendige Längsstabilität für einen Auffahrunfall gegeben ist.
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Unabhängig von den voranstehenden Ausführungen zu unterschiedlichen Nutzungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung, bringt ein derartiger Träger seine erfindungsgemäßen Vorteile bei der Verwendung als Querträger in einem Fahrzeug, insbesondere als Instrumententafel-Querträger, besonders wirkungsvoll zur Geltung.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Die vorliegende Erfindung wird näher erläutert anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren Die dabei verwendeten Begrifflichkeiten „links”, „rechts”, „oben” und „unten” beziehen sich dabei auf eine Ausrichtung der Zeichnungsfiguren mit normal lesbaren Bezugszeichen. Es zeigen:
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1 einen schematischen Querschnitt einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägers,
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2 eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägers zu 1 und
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3 in schematisch perspektivischer Darstellung eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägers in Gestalt eines Querträgers für eine Instrumententafel.
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In 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägers in Gestalt eines Querträgers 10 dargestellt. Diese Ausführungsform weist ein erstes rohrförmig ausgebildetes Querträgerelement 20 und ein zweites rohrförmig ausgebildetes Querträgerelement 30 auf. Diese beiden sind mit Hilfe einer Verbindungsbuchse 40 miteinander verbunden. Die Verbindungsbuchse 40 weist zwei Verbindungsbereiche 42 und 44 auf. Einer dieser beiden Verbindungsbereiche ist der kraftschlüssige Verbindungsbereich 42, während der andere Verbindungsbereich der stoffschlüssige Verbindungsbereich 44 ist.
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Die Verbindungsbuchse 40 ist mit Hilfe des kraftschlüssigen Verbindungsbereiches 42 in kraftschlüssiger Weise mit dem ersten Querträgerelement 20 verbunden. Bei der Ausführungsform der 1 ragt ein Teil der Verbindungsbuchse 40 in das Innere des als Hohlprofil ausgebildeten ersten Querträgerelementes 20. In diesem Inneren ist über die entsprechende Dimensionierung des Außendurchmessers der Verbindungsbuchse 40 im kraftschlüssigen Verbindungsbereich 42 und des Innendurchmessers des ersten Querträgerelementes 20 ein Presssitz ausgebildet. Das Einpressen kann dabei in üblicher Weise durch Aufwärmen, oder Erkalten der jeweiligen Komponente und anschließendes Führen der Komponenten auf Raumtemperatur, erfolgen.
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Auf der gegenüberliegenden Seite der Verbindungsbuchse 40, also auf der rechten Seite in 1, ist über einen stoffschlüssigen Verbindungsbereich, zumindest ein Teil dieses stoffschlüssigen Verbindungsbereiches 44, eine stoffschlüssige Verbindung in Form einer Schweißverbindung 50 zwischen der Verbindungsbuchse 40 und dem zweiten Querträgerelement 30 durchgeführt. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich um eine Stumpfnaht. Selbstverständlich können alternativ oder zusätzlich zu dieser Stumpfnaht der Schweißverbindung 50 auch weitere/andere Schweißverbindungen direkt im Kontaktbereich der Flächen zwischen dem zweiten Querträgerelement 30 und der Verbindungsbuchse 40 zum Einsatz kommen. Insbesondere wird an dieser Stelle auf die Möglichkeit eines Widerstandspunktschweißens hingewiesen, bei welchen diese beiden Komponenten miteinander in besonders einfacher und kostengünstiger Weise verschweißt werden.
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In 2 ist eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägers in Gestalt eines Querträgers 10 zu 1 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich um eine Verbindungsbuchse 40, die im Wesentlichen zweiteilig aufgebaut ist. Die Zweiteiligkeit bezieht sich dabei auf die Materialien, die bei der Verbindungsbuchse 40 eingesetzt sind. Der linke Teil der Verbindungsbuchse 40 ist dabei aus einem ersten Material und der rechte Teil der Verbindungsbuchse 40 aus einem zweiten Material gefertigt. Insbesondere ist das zweite Material in einer Art und Weise ausgewählt, dass es in besonders kostengünstiger und einfacher Weise stoffschlüssig mit dem zweiten Querträgerelement 30 verbindbar ist.
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Vorteilhafterweise entsprechen sich die Materialien der Verbindungsbuchse 40 in ihrem rechten Bereich und des zweiten Querträgerelementes 30. Der linke Teil der Verbindungsbuchse 40 ist aus einem Material gefertigt, welcher die gewünschten Anforderungen an die kraftschlüssige Verbindung in vorteilhafterweise bereitstellt. Dies kann zum einen, sofern gewünscht, die notwendigen Erforderungen eines Presssitzes sein. Auch ist es denkbar, dass das Material hinsichtlich zu vermeidender Kontaktkorrosion eine solche zwischen dem Material der Verbindungsbuchse 40 und dem ersten Querträgerelement 20 ausschließt. Bei der Ausführungsform der 2 erfolgt die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Verbindungsbuchse 40 und dem ersten Querträgerelement 20 durch eine Nietverbindung.
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In 3 ist in schematischer Weise eine Ausführungsform eines weiteren erfindungsgemäßen Trägers in Gestalt eines Querträgers 10 für eine Instrumententafel dargestellt. Dieser weist ein erstes Querträgerelement 20 und ein zweites Querträgerelement 30 auf. Das zweite Querträgerelement 30 ist dabei vorteilhafterweise der Beifahrerseite des Fahrzeuges zugeordnet, während das erste Querträgerelement 20 der Fahrerseite zugeordnet ist. Um die unterschiedlichen Leistungsanforderungen gemäß der zugeordneten Seite des Fahrzeuges erfüllen zu können, ist das erste Querträgerelement 20 aus Stahl gefertigt und in erkennbarer Weise mit einem kräftigeren Querschnitt versehen. Das zweite Querträgerelement 30 ist aus einem Leichtbaumaterial, insbesondere aus Aluminium oder Magnesium oder einer entsprechenden Legierung, gefertigt. Da ein direktes Verschweißen dieser beiden Materialien, also Stahl und Leichtbaumaterial, nur in sehr kosten- und zeitaufwendiger Weise durchführbar wäre, ist bei dieser Ausführungsform eine erfindungsgemäße Verbindungsbuchse 40 eingesetzt. Diese Verbindungsbuchse 40 ist bei dieser Ausführungsform in Stoffschlüssigerweise über eine Schweißnaht 50 mit dem zweiten Querträgerelement 30 verbunden. Gleichzeitig erfolgen ein Kraftschluss durch Hineinragen der Verbindungsbuchse 40 in das Innere des ersten Querträgerelementes 20 und ein entsprechender Presssitz in demselben. Auf diese Weise konnte das Gesamtgewicht eines erfindungsgemäßen Instrumententafel-Querträgers 10 im Vergleich zu einem Instrumententafel-Querträger, der vollständig aus Stahlkomponenten gefertigt ist, entscheidend reduziert werden. Diese Reduktion erfolgt dabei ohne einen zusätzlichen erhöhten Aufwand hinsichtlich Fertigungskosten für die Verbindung der beiden unterschiedlichen Materialien der beiden Querträgerelemente 20 und 30.
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Die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen beschreiben die vorliegende Erfindung nur anhand von Beispielen. Dementsprechend können die einzelnen Merkmale, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Träger, insbesondere Querträger, insbesondere Instrumententafel-Querträger
- 20
- erstes Trägerelement, insbesondere erstes Querträgerelement
- 30
- zweites Trägerelement, insbesondere zweites Querträgerelement
- 40
- Verbindungsbuchse
- 42
- kraftschlüssiger Verbindungsbereich
- 44
- stoffschlüssiger Verbindungsbereich
- 50
- Schweißverbindung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2003/0084948 A1 [0003]
- DE 10121402 A1 [0004]
- EP 1655208 A1 [0004]
