DE102013218353A1

DE102013218353A1 - Querträger eines Armaturenbretts eines Kraftfahrzeugs bestehend aus zwei Rohren und einer Stützstrebe aus Verbundmaterial

Info

Publication number: DE102013218353A1
Application number: DE201310218353
Authority: DE
Inventors: Olivier HOCHART; Jean-Michel Appasamy; Francois Dumont
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA; Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: PSA Automobiles SA; Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2014-03-27
Also published as: FR2995862A1; FR2995862B1; CN103661632A; CN103661632B

Abstract

Querträger (1) eines Armaturenbretts für Kraftfahrzeuge bestehend aus zwei Rohren (2, 3), die axial miteinander verbunden sind, wobei eines (3) der beiden Rohre einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der des anderen Rohrs (2), wobei der Querträger (1) eine Stützstrebe (4) aufweist, die sich in einer Richtung senkrecht zu dem Querträger (1) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (2, 3) und die Stützstrebe (4) aus Verbundmaterial sind, wobei die Rohre (2, 3) miteinander über ein ringförmiges Teil (5) verbunden sind, welches auf einem der Enden der Stützstrebe (4) angeformt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Querträger eines Armaturenbretts für ein Kraftfahrzeug bestehend aus zwei axial miteinander verbundenen Rohren.
Dieser Querträger ist im Allgemeinen nahe dem unteren Rand der Fensteröffnung der Frontscheibe befestigt und erstreckt sich somit vor den Vordersitzen des Kraftfahrzeugs.
Dieser Querträger trägt insbesondere die Längssäule und natürlich das Armaturenbrett.
Die Querträger von Armaturenbrettern bestehen im Allgemeinen aus einem Stahlrohr mit konstantem Querschnitt, was den Nachteil eines hohen Gewichtes mit sich bringt.
Der Teil des Rohres, der sich vor dem Beifahrersitz des Kraftfahrzeugs erstreckt, wird weniger beansprucht als der Teil, der sich vor dem Fahrer erstreckt, insbesondere weil dieser Teil nicht die Längssäule trägt.
Dieser Nachteil wurde beseitigt durch das Herstellen des Querträgers aus zwei Stahlrohren, die axial miteinander verbunden sind, wobei das Rohr, das dazu bestimmt ist, sich vor dem Beifahrer zu erstrecken, einen Durchmesser oder einen Querschnitt aufweist, der kleiner ist als der des Rohrs, welches dazu bestimmt ist, sich vor dem Fahrer zu erstrecken.
Diese Lösung löst jedoch nur teilweise das Problem des hohen Gewichts des Querträgers, was an dem spezifischen Gewicht des Stahls liegt.
Außerdem weisen bekannte Querträger von Armaturenbrettern eine Stützstrebe auf, die sich in einer Richtung quer zum Querträger erstreckt und die mit dem Boden des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
Diese Stützstrebe trägt somit den Querträger.
Diese Stützstrebe ist ebenfalls aus Stahl und weist somit, wie die Querstrebe des Armaturenbretts, den Nachteil auf, ein hohes Gewicht zu haben.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit, das Gewicht der Einheit bestehend aus dem Querträger des Armaturenbretts und der Stützstrebe zu reduzieren, ohne bemerkenswert die mechanische Widerstandskraft dieser Einheit gegen Kräfte zu reduzieren, die bei einem Zusammenstoß des Kraftfahrzeugs erzeugt werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Querträger eines Armaturenbretts für ein Kraftfahrzeug bestehend aus zwei axial miteinander verbundenen Rohren, wobei eines der beiden Rohre einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der des anderen Rohrs, wobei der Querträger eine Stützstrebe aufweist, die sich in einer Richtung quer zu dem Querträger erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre und die Stützstrebe aus einem Verbundmaterial sind, wobei die Rohre miteinander durch ein ringförmiges Teil verbunden sind, welches auf einem der Enden der Stützstrebe ausgeformt ist.
Die Tatsache, dass die Einheit Querträger und Stützstrebe aus Verbundmaterial gefertigt ist und der Durchmesser eines der Rohre vermindert ist, erlaubt es, gleichzeitig das Problem des Leichtermachens der Einheit und das der mechanischen Widerstandskraft zu lösen.
Ferner ermöglicht es die Tatsache, dass eines der Enden der Stützstrebe in Form eines Rings ausgeformt ist, auf einfache und effiziente Weise das Problem der Verbindung der drei Teile untereinander, d.h. der beiden Rohre und der Stützstrebe, zu lösen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das ringförmige Teil einerseits in das Rohr mit dem größeren Durchmesse eingesteckt, und andererseits auf das Rohr mit dem kleineren Durchmesser aufgesteckt.
Dieses Einfügen der beiden Rohre in den ringförmigen Teil der Stützstrebe ermöglicht es, eine extrem steife Verbindung zwischen den drei Teilen zu erhalten.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht die Stützstrebe aus einem Gewebe aus Verbundmaterial, welches durch Thermokompression in Form gebracht wurde, und aus einem synthetischen thermoplastischen Material, welches auf das Gewebe aus Kompositmaterial aufgespritzt ist.
Das Gewebe aus Verbundmaterial, welches durch Thermokompression in Form gebracht wurde, bildet somit eine in dem thermoplastischen Material vergossene Armierung, wobei das thermoplastische Material um das Gewebe herum vergossen wird, um der Stützstrebe eine ausgezeichnete Widerstandskraft gegen Stöße zu geben.
Vorzugsweise erstreckt sich das Gewebe aus Verbundmaterial über im Wesentlichen die gesamte Länge der Stützstrebe, was es ermöglicht, die Widerstandskraft der Stützstrebe gegen Kräfte zu optimieren.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Verbundgewebe an einem seiner Enden einen kreisbogenförmigen Bereich auf, der auf eine Achse zentriert ist, die senkrecht zu der Ebene verläuft, die von dem Rest des Gewebes gebildet wird, wobei dieser kreisbogenförmige Teil mit dem thermoplastischen synthetischen Material vergossen ist und somit den ringförmigen Teil bildet.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verbundgewebe Kohlefasern auf.
Diese Kohlefasern ermöglichen es, Strukturen zu erhalten, die in der Lage sind, sehr hohe Kräfte auszuhalten.
Bei dieser Ausführungsform ist das thermoplastische synthetische Material vorzugsweise ein Polyamidharz.
Gemäß weiteren vorteilhaften Besonderheiten der Erfindung:

• weist die Außenfläche der Stützstrebe Verstärkungsrippen auf, die während des Vergießens mit thermoplastischem Material gebildet werden,
• wird das Zusammenfügen der Rohre und des ringförmigen Teils der Stützstrebe durch Verkleben, Laserschweißen oder Verschrauben bewerkstelligt.

Nach einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ebenfalls ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Querträger und einer erfindungsgemäßen Stützstrebe.
Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung, die nicht begrenzend zu verstehende Beispiele erläutert und zeigt, wobei

• die 1 eine perspektivische Ansicht einer Einheit Querträger eines Armaturenbretts und Stützstrebe nach der Erfindung zeigt,
• die 2 eine perspektivische Ansicht im vergrößerten Maßstab zeigt, die teilweise die beiden Rohre des Querträgers des Armaturenbretts und die Stützstrebe vor dem Zusammenfügen der drei Teile zeigt,
• die 3 einen Teillängsschnitt durch die beiden Rohre des Querträgers und die Stützstrebe nach deren Zusammenfügen zeigt.

1 zeigt einen Querträger 1 eines Armaturenbretts für ein Kraftfahrzeug bestehend aus zwei Rohren 2, 3, die axial miteinander verbunden sind.
Eines 3 der beiden Rohre hat einen Durchmesser, der kleiner ist als der des anderen Rohrs 2.
Der Querträger 1 weist außerdem eine Stützstrebe 4 auf, die sich in einer Richtung senkrecht zu dem Querträger 1 erstreckt.
Das Rohr 2, dessen Durchmesser größer ist, ist dazu bestimmt, sich vor dem Fahrer des Kraftfahrzeugs zu erstrecken, und ist daher dazu bestimmt, die Längssäule zu stützen.
Das Rohr 3, dessen Durchmesser kleiner ist als der des Rohrs 2, ist dazu bestimmt, sich vor dem vorderen Beifahrer zu erstrecken.
Die Stützstrebe 4 ist dazu bestimmt, am Boden des Kraftfahrzeugs befestigt zu werden und den Querträger 1 zu stützen.
Erfindungsgemäß bestehen die Rohre 2 und 3 und die Stützstrebe 4 aus Verbundmaterial.
Außerdem sind die Rohre 2 und 3 über ein Teil 5 in Form eines Rings 5 miteinander verbunden (siehe 2 und 3), das auf einem der Enden der Stützstrebe 4 ausgeformt ist.
3 zeigt außerdem, dass das Teil 5 in Ringform auf einer Seite in das Rohr 2 mit dem größeren Durchmesser eingesteckt ist und auf der anderen Seite auf das Rohr 3 mit dem kleineren Durchmesser aufgesteckt ist.
Auf diese Weise weist das ringförmige Teil 5 einen Außendurchmesser auf, der gleich dem Innendurchmesser des Rohrs 2 ist, und einen Innendurchmesser, der gleich dem Außendurchmesser des Rohrs 3 ist.
Die beiden Rohre 2, 3 können beispielsweise aus einem Polyamidharz oder einem anderen thermoplastischen Material, welches durch ein Gewebe aus Kohlefasern oder anderen Fasern verstärkt ist, hergestellt sein.
Solche Rohre 2, 3 sind viel leichter als Stahlrohre mit gleichem Querschnitt, wobei sie gleichzeitig extrem widerstandsfähig gegenüber Kräften sind.
Wie in 3 gezeigt, besteht die Stützstrebe 4 aus einem Gewebe aus Verbundmaterial 6, welches durch Thermokompression in Form gebracht wurde, und aus einem thermoplastischen synthetischen Material 7, welches auf das Gewebe aus Verbundmaterial 6 aufgespritzt ist.
Eine solche Stützstrebe 4 ist ebenfalls viel leichter als eine Stützstrebe aus Stahl und weist eine exzellente Widerstandskraft gegen auf den Querträger 1 ausgeübte Kräfte auf.
Das Gewebe aus Verbundmaterial 6 erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Stützstrebe 4.
Das Verbundgewebe 6 weist an einem seiner Enden einen Bereich 6a in Form eines auf eine Achse X-X' zentrierten Kreisbogens auf, wobei die Achse X-X' senkrecht zur Ebene verläuft, die durch den Rest des Gewebes 6 gebildet wird.
Dieser Bereich 6a in Form eines Kreisbogens ist mit dem synthetischen thermoplastischen Material vergossen, welches den ringförmigen Bereich 5 bildet.
Das Verbundgewebe 6 kann aus Kohlefasern bestehen.
Das thermoplastische synthetische Material ist ein Polyamidharz.
Die 2 und 3 zeigen ebenfalls, dass die Außenfläche der Stützstrebe 4 Verstärkungsrillen 8 aufweist, die während des Vergießens des thermoplastischen Materials 7 gebildet wurden.
Außerdem erfolgt das Zusammenfügen der Rohre 2 und 3 und des Teils 5 in Form eines Rings der Stützstrebe 4 durch Verkleben, Laserschweißen oder Verschrauben.
Dank dieses Zusammenfügens und des Einfügens der Enden der Rohre 2, 3 auf und in das ringförmige Teil 5 erhält man eine extrem steife Verbindung zwischen den beiden Rohren 2, 3 und der Stützstrebe 4.

Claims

Querträger (1) eines Armaturenbretts für ein Kraftfahrzeug bestehend aus zwei Rohren (2, 3), die axial miteinander verbunden sind, wobei eines (3) der beiden Rohre einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der des anderen Rohrs (2), wobei der Querträger (1) eine Stützstrebe (4) aufweist, die sich in einer Richtung senkrecht zu dem Querträger (1) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Rohre (2, 3) und die Stützstrebe (4) aus einem Verbundmaterial sind, wobei die Rohre (2, 3) über ein ringförmiges Teil (5) miteinander verbunden sind, das auf einem der Enden des Stützstrebe (4) ausgeformt ist.
Querträger eines Armaturenbretts nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Teil (5) auf einer Seite in das Rohr (2) eingesteckt ist, welches den größeren Durchmesser aufweist, und auf der anderen Seite auf das Rohr (3) aufgesteckt ist, welches den kleineren Durchmesser aufweist.
Querträger eines Armaturenbretts nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstrebe (4) aus einem Gewebe (6) aus Verbundmaterial besteht, welches durch Thermokompression in Form gebracht ist, und aus einem thermoplastischen synthetischen Material (7), welches auf das Gewebe (6) aus Verbundmaterial aufgespritzt ist.
Querträger eines Armaturenbretts nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe (6) aus Verbundmaterial sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Stützstrebe (4) erstreckt.
Querträger eines Armaturenbretts nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundgewebe (6) an einem seiner Enden einen Bereich (6a) in Form eines auf eine Achse (X-X') zentrierten Kreisbogens aufweist, wobei die Achse (X-X') senkrecht zur Ebene verläuft, die durch den Rest des Gewebes (6) gebildet wird, wobei dieser Bereich (6a) in Form eines Kreisbogens mit dem thermoplastischen synthetischen Material (7) umspritzt ist, welches das ringförmige Teil (5) bildet.
Querträger eines Armaturenbretts nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundgewebe (6) Kohlefasern aufweist.
Querträger eines Armaturenbretts nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische synthetische Material (7) ein Polyamidharz ist.
Querträger eines Armaturenbretts nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche der Stützstrebe (4) Verstärkungsrippen (8) aufweist, die während des Umspritzens mit thermoplastischem Material (7) gebildet werden.
Querträger eines Armaturenbretts nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusammenfügen der Rohre (2, 3) und des rohrförmigen Teils (5) der Stützstrebe (4) durch Verkleben, Laserschweißen oder Verschrauben erfolgt.
Kraftfahrzeug ausgerüstet mit einem Querträger eines Armaturenbretts und einer Stützstrebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9.