DE102020112133A1

DE102020112133A1 - Baugruppe für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102020112133A1
Application number: DE102020112133.4A
Authority: DE
Inventors: Alexander Günther; Dominik Tentscher; Antonio Turco; Michael Weige
Original assignee: Kirchhoff Automotive Deutschland GmbH
Current assignee: Kirchhoff Automotive Deutschland GmbH
Priority date: 2020-05-05
Filing date: 2020-05-05
Publication date: 2021-11-11
Also published as: CN115485164A; WO2021224276A1; US20230166597A1

Abstract

Beschrieben ist eine Baugruppe 1 für ein Fahrzeug umfassend einen Querträger 2, vorgesehen zum Anschluss an zwei aneinander bezüglich der x-z-Ebene des Fahrzeugesgegenüberliegende Säulen, eine an den Querträger 2 angeschlossene und in radialer Richtung von diesem abragende, zwei in y-Richtung voneinander beabstandete Halter 4, 4.1 umfassende Halterung 3 mit endseitigen Anschlussmitteln 17, 17.1, 18 und ein an die Anschlussmittel 17, 17.1, 18 der Halterung 3 mit Abstand zu seinem oberen Abschluss angeschlossenes tafelförmiges Instrument, insbesondere ein Display 5, das derart gehalten ist, dass seine Bedienoberfläche in x-Richtung in den Fahrgastraum des Fahrzeuges weist. Die beiden Halter 4, 4.1 sind nach Art jeweils einer Halbschale ausgeführt, die mit ihrer Öffnungsseite in y-Richtung weisend angeordnet sind, wobei die beiden Schenkel der als Halbschalen ausgeführten Halter 4, 4.1 in der x-y-Ebene und der diese Schenkel 8, 9 verbindende Steg 10 in der y-z-Ebene angeordnet sind und die Halter 4, 4.1 zwischen ihren beiden Anbindungspunkten jeweils zumindest eine durch ihre Geometrie bereitgestellte Sollknickstelle S1, S2aufweisen, an der diese bei einer Beanspruchung (x-Richtung) in z- und/oder in y-Richtung einknicken.

Description

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe für ein Fahrzeug umfassend einen Querträger, vorgesehen zum Anschluss an zwei aneinander bezüglich der x-z-Ebene des Fahrzeuges gegenüberliegende Säulen, eine an den Querträger angeschlossene und in radialer Richtung von diesem abragende, zwei in y-Richtung voneinander beabstandete Halter umfassende Halterung mit endseitigen Anschlussmitteln und ein an die Anschlussmittel der Halterung mit Abstand zu seinem oberen Abschluss angeschlossenes tafelförmiges Instrument, insbesondere ein Display, das derart gehalten ist, dass seine Bedienoberfläche in x-Richtung in den Fahrgastraum des Fahrzeuges weist.
In Kraftfahrzeugen werden zunehmend größere Anzeige- und Bedieneinheiten - Displays - eingebaut. Hierbei handelt es sich um tafelförmige Instrumente. Diese befinden sich in vielen Fällen als Zentraldisplay etwa mittig im Bereich des Armaturenbretts. Diese Displays sind mit ihrer Anzeige- bzw. Bedienoberfläche in den Fahrgastraum des Fahrzeuges gerichtet, damit der Fahrer und der Beifahrer die darauf befindlichen Angaben ablesen können. Derartige Displays sind in den meisten Fällen auch als Eingabeeinheit vorgesehen. Dann sind diese berührungssensitiv. Aufgrund der Größe der Displays, dem in vielen Fällen nur beschränkt zur Verfügung stehenden Raum sowie auch aus Komfort- und Ergonomiegründen können derartige Displays nicht immer in die Armaturenverkleidung integriert eingebaut werden, sondern ragen über den oberen Abschluss des Armaturenbrettes hervor. Auch sind Ausgestaltungen bekannt, bei denen derartige Displays in der Benutzungsstellung über das Armaturenbrett hinausragende Displays versenkbar sind.
Tafelförmige Instrumente dieser Art sollen, vor allem wenn diese ganz oder teilweise über dem oberen Abschluss des Armaturenbrettes hervorstehen, derart gehalten sein, dass durch diese im Falle eines Unfalles nicht die Verletzungsgefahr für die Fahrzeuginsassen erhöht ist. Zu diesem Zweck ist in EP 3 045 340 B1 vorgeschlagen worden, ein solches Display an einem sich rückseitig bezüglich des Displays erstreckenden Abstützelement anzuordnen. Das Abstützelement ist winklig ausgeführt. Das Display ist an dem sich in vertikaler Richtung (y-z-Richtung) erstreckenden Schenkel angeschlossen. An der Außenseite bezüglich der winkligen Ausgestaltung sind die beiden Schenkel durch eine metallische Verbindungsplatte, die aus einem metallischen Blattfedermaterial gebildet ist, verbunden. Das Abstützelement ist ausgeführt, damit bei einer eine gewisse Kraft überschreitenden Belastung, die auf den oberen Bereich des Displays wirkt, das Abstützelement bricht und das Display in Fahrtrichtung umklappt. Bei derartigen tafelförmigen Instrumenten, die zumindest mit einem Abschnitt von der Oberfläche des Armaturenbrettes abragen, muss auch sichergestellt sein, dass die Halterung beschädigungsfrei eine Belastung aushält, die auf dieses einwirkt, wenn eine Person etwa zum Unterstützen eines eigenen Anhebens das Display an seiner Oberseite ergreift, mithin als Handgriff benutzt und sich daran hochzieht. Derartige auch als Misuse bezeichnete Belastungsfälle dürfen nicht zu einer Beschädigung oder Zerstörung der Halterung führen.
Aus der DE 10 2016 004 156 A1 ist eine Halteanordnung einer Anzeigeeinrichtung für einen Kraftwageninnenraum bekannt. Bei dieser Halteanordnung befindet sich die Anzeigeeinrichtung vor dem Lenkrad. Die Anzeigeeinrichtung löst sich aus ihrer Halteanordnung, wenn die Lenksäule unfallbedingt nach oben verstellt wird. Durch diese Lenksäulenbewegung wird die Anzeigeneinrichtung aus der Halterung gelöst und stellt, da nicht mehr an ein Widerlager angeschlossen, keine Verletzungsgefahr mehr dar.
Eine weitere Halterung für ein Display in einem Kraftfahrzeug ist aus JP 2008-290508 A bekannt. Diese Halterung umfasst zwei einzelne, mit Abstand zueinander angeordnete Halter, die mit ihrem einen Ende an den Armaturentafelquerträger angeschlossen sind. Die Halterungen ragen von dem Armaturentafelquerträger in z-Richtung nach oben ab. Dieses wird als erforderlich angesehen, um in dem zur Verfügung stehenden Bauraum eine hinreichende Energieabsorption bereitstellen zu können. Neben einem sich in z-Richtung erstreckenden Schenkel, der mit seinem einen Ende an den Querträger angeschlossen ist, umfasst ein solcher Halter ein winklig daran angeformtes V-förmiges Halterteil, wodurch dieser Abschnitt des Halters in einer Seitenansicht N-förmig gestaltet ist. An dem kürzeren parallelen Halterschenkel, der sich ebenfalls in z-Richtung erstreckt, ist eine Audioeinheit angeschlossen, die in das Armaturenbrett integriert ist. Infolge dieser Auslegung der Halter wird bei einer in x-Richtung auf die Audioeinheit einwirkenden Kraft der Abstand der beiden sich in z-Richtung erstreckenden Schenkel reduziert. Die damit einhergehende Verformungsarbeit absorbiert Energie. Um eine vertikale Ausrichtung der daran angeschlossenen Audioeinheit auch im Deformationsfalle aufrecht zu erhalten, ist zwischen der Anbindung des diese tragenden Schenkels der Halter und dem geneigten Verbindungssteg eine Sollknickstelle durch eine Materialschwächung eingearbeitet. Dieser Halter dient zum Halten eines Audiosystems, welches nicht über die Oberseite des Armaturenbrettes hervorragt. Daher braucht diese Halterung nicht den Anforderungen zu genügen, die an ein über die Oberfläche des Armaturenbrettes hinausragendes Display gestellt sind.
Gemäß der gesetzlichen Anforderung an die Halterung eines solchen tafelförmigen Instrumentes, wie etwa eines Displays, muss eine solche Halterung entsprechend weich genug ausgeführt sein, um die auf den Kopf eines Insassen einwirkende, maximal zulässige Beschleunigung nicht zu überschreiten. Andererseits muss eine solche Halterung den Misuse-Anforderungen genügen, ohne dass die Halterung plastisch verformt oder zerstört wird. Als Misuse-Kräfte werden etwa 300 N angenommen, wobei vor allem Kräfte in x-Richtung (beide Richtungen) und in z-Richtung (noch unten gerichtet) relevant sind.
Vor dem Hintergrund des vorstehend diskutierten Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Baugruppe für ein Fahrzeug der eingangs genannten Art dergestalt weiterzubilden, dass diese nicht nur den Anforderungen für die Insassensicherheit genügt, sondern auch geeignet ist, tafelförmige Instrumente, wie beispielsweise Displays zu tragen, die zumindest mit einem Abschnitt über der Oberseite des Armaturenbrettes angeordnet sind, und damit auch den Misuse-Anforderungen genügt, sondern welches zudem auch bei beengten Einbauverhältnissen eingesetzt werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine eingangs genannte, gattungsgemäße Baugruppe, bei der die beiden Halter nach Art jeweils einer Halbschale ausgeführt sind, die mit ihrer Öffnungsseite in y-Richtung weisend angeordnet sind, wobei die beiden Schenkel der als Halbschalen ausgeführten Halter in der x-y-Ebene und der diese Schenkel verbindende Steg in der y-z-Ebene angeordnet sind und die Halter zwischen ihren beiden Anbindungspunkten jeweils zumindest eine durch ihre Geometrie bereitgestellte Sollknickstelle aufweisen, an der diese bei einer Beanspruchung (x-Richtung) in z- und/oder in y-Richtung einknicken.
Bei der im Rahmen dieser Ausführung verwendeten Richtungs- bzw. Ebenenorientierung (x, y, z) handelt es sich um diejenige, die typischerweise bei Fahrzeugen verwendet wird. Demnach entspricht die x-Richtung der Längserstreckung des Fahrzeuges, die y-Richtung der Querrichtung dazu und die z-Richtung der Hochrichtung. Bei den im Zusammenhang mit der Raumlage der Schenkel der beiden Gurte in Bezug genommenen Ebenen - der y-z-Ebene sowie der x-z-Ebene - sind diese nicht streng geometrisch zu verstehen. Vielmehr kann die Raumlage von der streng geometrischen Ebene abweichen, solange in der Projektion der tatsächlichen Raumlage (IST-Raumlage) in die streng geometrische Ebene die Projektion den größeren Teil der tatsächlichen Raumlage abgebildet ist. Vorzugsweise beträgt die Abweichung nicht mehr als ± 40°. Gleiches gilt für die Richtungsangaben.
Die beiden Halter dieser Baugruppe sind als Halbschalen ausgeführt. Die beiden Halbschalen sind in der Baugruppe angeordnet, damit die Öffnungsseite der Halbschalen in y-Richtung weisend angeordnet ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Öffnungsseite der Halbschalen zueinander weisend angeordnet ist. Jede Halbschale verfügt über zwei in der x-y-Ebene befindliche Schenkel und einen diese Schenkel verbindenden Steg. Der Steg ist in der y-z-Ebene angeordnet.
Um eine Verstellung des Displays im Falle einer darauf einwirkenden, ein bestimmtes Maß überschreitenden Beschleunigung durch Einknicken an definierter Stelle zu gewährleisten, verfügen die Halter über zumindest eine in einem solchen Fall einknickende Sollknickstelle. Diese ist ausgelegt, damit bei einer auf den oberen Abschluss des Displays einwirkenden unfallbedingten Schubbeanspruchung (Beanspruchungsrichtung in x-Richtung) die Halter in z- und/oder in y-Richtung einknicken. Die Einknickrichtung der Halter verläuft damit in einer Querrichtung zu der darauf einwirkenden Beschleunigung.
Die Halter sind in x-Richtung von dem Querträger abragend an diesen angeschlossen. Damit stellt der Querträger als ohnehin stabiles Bauteil das Widerlager dar, gegen das eine durch Einknicken aufzufangende, auf das Display einwirkende Beschleunigung zu der gewünschten Verstellung desselben und Energieabsorption führt. Der obere Abschluss des tafelförmigen Instrumentes befindet sich in z-Richtung beabstandet von dem oberen Abschluss der Halter. Befindet sich das Display in Bezug auf seine Höhe weitestgehend von der Oberseite des Armaturenbrettes abragend, wird man die Halter an den unteren Bereich des Displays anschließen. Eine auf das Display einwirkende Beschleunigung, typischerweise im Unfallsfalle durch das Auftreffen des Kopfes eines Fahrzeuginsassen eingebracht, resultiert in einem Biegemoment der Halter, sodass diese an der vorgesehenen Sollknickstelle bei entsprechender Krafteinwirkung einknicken. Bereitgestellt ist die Sollknickstelle durch die Geometrie des Halters im Bereich der Sollknickstelle. Wenn der Halter in z-Richtung einknicken soll, mithin um eine in y-Richtung verlaufende Knickachse, kann dieses über die Höhe des Steges in z-Richtung eingestellt werden. Dabei wird man auch die Einknickrichtung durch die Geometrie vorgeben. Ein Einknicken soll dabei in z-Richtung nach oben erfolgen. Hierzu weist ein solcher Halter bezüglich seiner oberseitigen Geometrie im Bereich der Sollknickstelle eine konkave Formgebung auf, wobei im Bereich des Scheitels dieser Formstruktur die Knickachse, in y-Richtung verlaufend, angeordnet ist. Typischerweise folgt der Verlauf des unteren Schenkels in seiner x-y-Ebene dem Verlauf des oberen Schenkels, zumindest im Bereich der Sollknickstelle. Von Interesse ist, dass eine solche geometrische Vorgabe zum Bereitstellen der Sollknickstelle bei einer Belastung in x-Richtung mit entsprechender Beschleunigung bzw. darauf einwirkender Kraft reagiert, nicht jedoch bei einer darauf einwirkenden Zugkraft im Falle eines Misuse, wenn ein Insasse beispielsweise den oberen Rand des Displays ergreift, um sich daran aufzurichten.
Für den Fall, dass eine Nachgiebigkeit im Falle eines Unfalles auch dann gegeben sein soll, wenn auf das tafelförmige Instrument eine Beschleunigung bzw. Kraft wirkt, die über die Höhe der Halter in diese eingekoppelt wird, ist vorgesehen, dass die Halter zusätzlich eine Sollknickstelle aufweisen, an der die bezüglich der Sollknickstelle displaynäheren Halterabschnitte in y-Richtung gegenüber der bezüglich der Sollknickstelle auf der anderen Seite befindlichen Halter Halterabschnitte ein- bzw. ausknicken. Erreicht werden kann dieses durch eine Flexur mit einem Versatz in y-Richtung in den beiden Haltern, wodurch die beiden durch die Flexur getrennten Halterabschnitte in der Flucht ihrer Längserstreckung in y-Richtung versetzt zueinander sind und sich die durch die Flexur versetzten Halterabschnitte in ihrer Flucht in y-Richtung nicht überlappen. Bei einer auf einen solchen Halter wirkenden Beanspruchung in x-Richtung wirkt die Flexur als Scharnier. Die Achse der Flexur verläuft typischerweise in z-Richtung. Bei einer solchen Ausgestaltung kann der die Anschlussmittel tragende Halterabschnitt entgegen der Versatzrichtung der Flexur geneigt sein, wodurch dieser Halterabschnitt eine gewisse Vorgabe zur Aktivierung der Sollknickstelle hat. Je nach Auslegung des Halters sind Neigungswinkel zwischen 16° und 18° gegenüber der geometrischen x-Richtung ausreichend. Der andere querträgeranbindungsseitige Halterabschnitt braucht eine solche Vorgabe nicht unbedingt aufzuweisen. Die Flexur befindet sich vorzugsweise außerhalb der Mitte der Längserstreckung der Halter, und zwar in Richtung zu der Anbindung des Halters an den Querträger hin versetzt. Dann ist der das tafelförmige Instrument tragende Halterabschnitt länger und wirkt mit entsprechend größerem Hebel auf die Sollknickstelle. Somit kann auch über die Länge dieses Halterabschnittes Einfluss auf die Reaktion der Sollknickstelle genommen werden.
Zweckmäßig ist die Auslegung eines solchen Halters, wenn dieser in einem Abschnitt vor der eigentlichen Anbindung an den Querträger eine höhere Biegesteifigkeit aufweist als in dem benachbarten Halterabschnitt mit der zumindest einen Sollknickstelle. Hierdurch ist das Einknickwiderlager von dem Querträger in Richtung zu der Sollknickstelle verlagert.
Die Ausbildung der Halter als Halbschalen mit ihren winklig an einen Steg angeformten Schenkeln erlaubt eine individuelle Anpassung an unterschiedliche Anforderungen, da in einfacher Weise durch die jeweilige Schenkelhöhe bzw. Schenkelbreite die Steifigkeit bzw. das Einknickverhalten beeinflusst werden kann. Auch andere Maßnahmen zur Beeinflussung des Einknickverhaltens, wie eine unterschiedliche Materialdicke, die Ausbildung eines unterschiedlichen Metallgefüges und dergleichen sind möglich. Denkbar ist auch das Einbringen einer oder mehrerer Aussparungen in den die Schenkel verbindenden Steg.
Herauszustellen ist bei dieser Halterung auch, dass diese ausschließlich an den Instrumententafelquerträger angeschlossen zu sein braucht. Dieses ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel auch der Fall. Daher eignet sich diese Halterung zum Ausbilden einer Baugruppe der genannten Art, bei der nur relativ wenig Einbauraum zur Verfügung steht.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

1: Eine perspektivische Ansicht einer Baugruppe für ein Fahrzeug umfassend einen Querträger und ein daran mittels einer Halterung angeschlossenes Display,
2: eine Seitenansicht des in 1 linken Halters der Halterung,
3: eine Draufsicht auf den Halter der 2,
4: eine perspektivische Ansicht des Halters der vorstehenden Figuren und
5: eine perspektivische Darstellung des Halters der vorstehenden Figuren aus anderer Blickrichtung.

Eine Baugruppe 1 für ein Fahrzeug umfasst einen Instrumententafelquerträger 2, der in 1 nur in einem Teilstück gezeigt ist. Der Einfachheit halber ist in der Figur der Querträger 2 als Rohr ausgeführt. Dieser kann auch andere Querschnittsgeometrien aufweisen, auch aus beispielsweise zwei Schalen zum Erstellen des für einen solchen Querträger gewünschten Hohlkammerprofils zusammengesetzt sein. Neben dem Querträger 2 umfasst die Baugruppe 1 eine Halterung 3. Diese verfügt über zwei Halter 4, 4.1. Die beiden Halter 4, 4.1 sind spiegelsymmetrisch zur y-z-Ebene ausgebildet. Die Halter 4, 4.1 sind mit ihrem einen Ende an den Querträger 2 angeschlossen, und zwar durch eine Schweißverbindung. Die Schweißverbindung folgt außenseitig an der Kontur der Halter 4, 4.1. Sowohl bei dem Querträger 2 als auch bei den Haltern 4, 4.1 handelt es sich um Stahlteile. Die Halter 4, 4.1 sind mit Abstand in y-Richtung voneinander angeordnet. An ihren dem Querträger 2 gegenüberliegenden Ende sind die Halter 4, 4.1 der Halterung 3 an die Rückseite eines Displays 5 als beispielhaftes tafelförmiges Instrument angeschlossen. Der Anschluss der Halter 4, 4.1 an das Display 5 erfolgt, wie in 1 zu erkennen, in seiner unteren Hälfte mit geringem Abstand zu dem unteren Abschluss. Damit ist das Display 5 in Hochrichtung (z-Richtung) außermittig an die Halterung 3 angeschlossen. Der Abstand der Halter 4, 4.1 in z-Richtung von dem oberen Abschluss 6 des Displays 5 ist wesentlich größer als der Abstand der Halter 4, 4.1 von seinem unteren Abschluss 7.
Die Halter 4, 4.1 weisen, wie nachstehend anhand des Halters 4 ausgeführt, Sollknickstellen auf, damit bei einer auf den oberen Abschluss 6 des Displays 5 wirkenden Beschleunigung, etwa durch den Aufprall des Kopfes eines Insassen das Display 5 zur Vermeidung bzw. Reduzierung einer Verletzungsgefahr mit seinem oberen Abschluss 6 in Richtung zu dem Querträger 2 abknickt. Sollte ein Aufprall auf das Display 5 aus Richtung der Fahrgastzelle, in die seine Bedienoberfläche weist, weniger als Kippbeanspruchung, wodurch ein Biegemoment in den jeweiligen Halter 4, 4.1 eingekoppelt wird, sondern mehr als Beanspruchung in x-Richtung über die Höhe des Displays 5 wirken, knicken die Halter 4, 4.1 ein, wodurch sich der Abstand des Displays 5 vom Querträger 2 reduziert. Damit dienen die Halter 4, 4.1 einer Energieabsorption und sind ausgelegt, dass diese im Einknickfalle nicht brechen.
Die Halter 4, 4.1 sind in y-Richtung in Bezug auf die Erstreckung des Displays 5 in dieser Richtung relativ weit voneinander beabstandet und nur mit geringem Abstand zu dem seitlichen, in y-Richtung weisenden Abschluss des Displays 5 an dieses angeschlossen. Die Halter 4, 4.1 ragen von dem Querträger 2 in x-Richtung ab.
Die nachfolgenden Ausführungen, in denen der Halter 4 beschrieben ist, geltend gleichermaßen für den spiegelsymmetrisch zu dem Halter 4 ausgeführten Halter 4.1.
Der Halter 4 ist als Halbschale konzipiert und verfügt über einen oberen Schenkel 8 und einen von diesem in z-Richtung beabstandeten unteren Schenkel 9. Die beiden Schenkel 8, 9 sind durch einen Steg 10 miteinander verbunden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind in den Steg 10 keine Durchbrechungen eingebracht. Die beiden Schenkel 8, 9 befinden sich in der x-y-Ebene. Der die Schenkel 8, 9 verbindende Steg 10 befindet sich in der y-z-Ebene. Die Schenkel 8, 9 grenzen unter Ausbildung eines Radius an den Steg 10. Der Radius ist Folge des Herstellungsprozesses des Halters 4, der als Stanzbiegeteil, hergestellt aus einer Stahlplatine, gefertigt ist. Die horizontal liegenden Schenkel 8, 9 sind an der Anschlussseite 10, an die das Display 5 angeschlossen ist, in ihrem Endabschnitt verbreitert (siehe 3 und 4), damit diese mit Anschlussmitteln ausgerüstet werden können, um das Display 5 daran anschließen zu können. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei diesen Anschlussmitteln um kreisrunde Durchbrechungen 12, 12.1 zum Durchführen eines Schraubbefestigers (in den Figuren nicht dargestellt). An die Unterseite der diesbezüglichen Verbreiterung des unteren Schenkels 9 ist, wie aus 5 erkennbar, eine Einpressmutter 13 angeschlossen, in deren Innengewinde ein Schraubbefestiger festgesetzt werden kann, wobei dieser mit seinem Schaft die Durchbrechung 12 des oberen Schenkels 8 und ein Anschlussteil 14 des Displays 5 durchgreift.
Die Geometrie des Halters 4 ist ausgelegt, damit dieser eine erste Sollknickstelle S₁ aufweist, durch die der Halter 4 bei einer auf den oberen Abschluss 6 des Displays 5 wirkenden unfallbedingten Beschleunigung in z-Richtung einknickt, wie in 2 durch den Pfeil angedeutet. Die Sollknickstelle S₁ ist durch einen konkav ausgeführten Abschnitt 15 des Verlaufs seines oberen Schenkels 8 bereitgestellt. Die konkave Ausführung ist in der Seitenansicht der 2 durch die sich in x-Richtung ändernde Raumlage des oberen Schenkels 8 erkennbar. Beim Einknicken des Halters 4 wirkt der in x-Richtung in Bezug auf die Aufprallrichtung hinter der Sollknickstelle S₁ liegende Querträger 2 als Widerlager. In dem die Querträgeranbindung 16 bereitstellenden Halterabschnitt weisen die Schenkel 8, 9 eine größere Breite auf (siehe 3 und 4), welche Breite in Richtung zur Sollknickstelle S₁ entlang einer gekrümmten Kontur abnimmt. Durch die vergrößerte Breite der Schenkel 8, 9 wird zum einen die Fügefläche zum Fügen des Halters 4 mit dem Querträger 2 vergrößert. Zugleich wird hierdurch die höhere Biegesteifigkeit des Halters 4 im Bereich seiner Querträgeranbindung 16 zur Definition der Sollknickstelle S₁ erhöht, an der der anschlussseitige Halterabschnitt zur Energieabsorption gegenüber dem anderen Halterabschnitt ein- bzw. abknickt. Der konkave Abschnitt 15 des Halters 4 in seinem oberen Schenkel 8, in dessen Scheitel sich die Sollknickstelle S₁ befindet, wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen Übergang der Neigung des Halters 4 in seinem Abschnitt mit der Querträgeranbindung 16 gegenüber der Neigung des Halterabschnittes mit der Anschlussseite 11 bereitgestellt. Wie aus der Seitenansicht der 2 erkennbar, sind diese beiden Halterabschnitte V-förmig zueinander angeordnet, wodurch die Einknickrichtung in z-Richtung nach oben vorgegeben ist. Insofern ist durch diese Geometrie des Halters 4 eine Vorgabe bezüglich der Definition der Einknickrichtung (z-Richtung) bereitgestellt. Die Knickachse der Sollknickstelle S₁ verläuft in y-Richtung.
Der Halter 4 ist, wie aus der Draufsicht der 3 erkennbar, in der x-y-Ebene S-förmig geschwungen, wodurch eine Flexur ausgebildet ist. Der Versatz der Flexur weist in y-Richtung. In der Flucht (x-Richtung) der durch die Flexur gegeneinander versetzten Halterabschnitte überlappen sich diese nicht. Durch diese Geometrie ist in den Halter 4 eine Sollknickstelle S₂ bereitgestellt, in der Halter 4 bei entsprechender Kraftbeaufschlagung des Displays 5 in x-Richtung zum Querträger 2 hin in y-Richtung einknickt. Die Knickachse dieser Sollknickstelle S₂ verläuft in z-Richtung.
Der querträgeranbindungsseitige Halterabschnitt grenzt in der y-z-Ebene rechtwinklig an den Querträger 2. Der von diesem Halterabschnitt durch die Sollknickstelle S₂ beabstandete anschlussseitige Halterabschnitt ist gegenüber dieser Anbindungsrichtung geneigt, und zwar bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Winkel α von etwa 14°. Diese entgegen der Versatzrichtung der Flexur vorgesehene Neigung dient als Vorgabe für eine Aktivierung der Sollknickstelle S₂.
Der Halter 4 verfügt somit über Sollknickstellen S₁, S₂, anhand derer dieser in zwei Richtungen zur Energieabsorption einknicken kann.
Bei dem Halter 4 ist die Höhe des Steges 10 im Übergang zu den hinsichtlich seiner Schenkel 8, 9 verbreiterten Endabschnitten reduziert (siehe insbesondere 2). Diese Höhenreduzierung erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ausschließlich im Bereich des oberen Schenkels 8 des Halters 4 in Form einer Flexur. Diese auf kurzer Distanz ausgeführte Flexur wirkt versteifend, sodass die über das Display 5 in den Halter 4 eingekoppelte Kraft an die Sollknickstellen S₁, S₂ weitergeleitet wird. Im Bereich der Querträgeranbindung 16 wirkt dieser nach Art einer Verkröpfung ausgeführte Flexur zudem zu einer Verlagerung des eigentlichen Widerlagers in Richtung zu den Sollknickstellen S₁, S₂ hin.
Der durch die beiden Sollknickstellen S₁, S₂ in seine beiden Halterabschnitte geteilte Halter 4 ist ausgelegt, dass der Halterabschnitt mit der Querträgeranbindung 16 der kürzere Halterabschnitt ist. Infolgedessen ist der auf die Sollknickstellen S₁, S₂ durch den instrumentenanschlussseitigen Halterabschnitt ausgeübte Hebel entsprechend größer.
Die Einstellung der zum Einknicken benötigten Kräfte kann bei diesem Konzept an den jeweilig fahrzeugbezogenen Anwendungsfall etwa durch entsprechende Anpassung der Breite der Schenkel 8, 9, der durch die Flexur bereitgestellten Vorgabe oder der Höhe des Steges 10 erfolgen, um nur die wesentlichen Einflussgrößen zu nennen. Daher können die Halter 4, 4.1 der Halterung 3 sehr exakt auf die im Unfallsfalle aufzunehmenden Kräfte eingestellt werden. Die Verwendung von zwei Haltern 4, 4.1 erlaubt es zudem, dass diese hinsichtlich ihrer Crashperformance unterschiedlich ausgeführt sein können, beispielsweise da sich der fahrerseitige Halter in x-Richtung hinter dem Lenkrad befindet und somit an dieser Seite des Displays eine andere Crashperformance gewünscht wird als dem beifahrerseitigen Abschluss des Displays.
Die Halter 4, 4.1 der Baugruppe 1 weisen instrumentenanschlussseitig eine relativ geringe Höhe auf. In Verbindung mit dem Anschluss der Halter 4, 4.1 im Bereich des unteren Abschlusses 7 des Displays 5 ist durch dieses ein relativ großer Hebel bereitgestellt, mit dem das Display 5 bei einer unfallbedingten Beschleunigungsbeanspruchung im Bereich seines oberen Abschlusses 6 verstellt wird.
Die vorbeschriebene Ausführung der Halter 4, 4.1 des Halters 3 lassen deutlich werden, dass eine auf den oberen Abschluss 6 des Displays 5 wirkende Zugkraft nicht zu einer Deformation der Halter 4, 4.1 führt, jedenfalls nicht mit einer Kraft, die auf das Display 5 im Falle eines Misuse durch Benutzen des oberen Abschlusses 6 des Displays 5 als Griff zum Aufrichten in dieses eingekoppelt wird.
Die in dem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Figuren beschriebenen Halter sind aus einer Stahlplatine hergestellt. Es versteht sich, dass anstelle dieses Materials auch andere Materialien, wie beispielsweise Aluminiumlegierungen, eingesetzt werden können. Auch der Einsatz nichtmetallischer Werkstoffe ist selbstverständlich möglich.
Die Erfindung ist unter Bezug auf die Figuren anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben worden. Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, ergeben sich für einen Fachmann zahlreiche weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten, ohne dass diese im Rahmen dieser Ausführungen im Einzelnen dargelegt werden müssten.
Bezugszeichenliste

1: Baugruppe
2: Instrumententafelquerträger
3: Halterung
4, 4.1: Halter
5: Display
6: oberer Abschluss
7: unterer Abschluss
8: oberer Schenkel
9: unterer Schenkel
10: Steg
11: Anschlussseite
12, 12.1: Durchbrechung
13: Einpressmutter
14: Anschlussteil
15: konkaver Abschnitt
16: Querträgeranbindung
α: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3045340 B1 [0003]
DE 102016004156 A1 [0004]
JP 2008290508 A [0005]

Claims

Baugruppe für ein Fahrzeug umfassend einen Querträger (2), vorgesehen zum Anschluss an zwei aneinander bezüglich der x-z-Ebene des Fahrzeuges gegenüberliegende Säulen, eine an den Querträger (2) angeschlossene und in radialer Richtung von diesem abragende, zwei in y-Richtung voneinander beabstandete Halter (4, 4.1) umfassende Halterung (3) mit endseitigen Anschlussmitteln (12, 12.1, 13) und ein an die Anschlussmittel (12, 12.1, 13) der Halterung (3) mit Abstand zu seinem oberen Abschluss angeschlossenes tafelförmiges Instrument, insbesondere ein Display (5), das derart gehalten ist, dass seine Bedienoberfläche in x-Richtung in den Fahrgastraum des Fahrzeuges weist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Halter (4, 4.1) nach Art jeweils einer Halbschale ausgeführt sind, die mit ihrer Öffnungsseite in y-Richtung weisend angeordnet sind, wobei die beiden Schenkel (8, 9) der als Halbschalen ausgeführten Halter (4, 4.1) in der x-y-Ebene und der diese Schenkel (8, 9) verbindende Steg (10) in der y-z-Ebene angeordnet sind und die Halter (4, 4.1) zwischen ihren beiden Anbindungspunkten jeweils zumindest eine durch ihre Geometrie bereitgestellte Sollknickstelle (S₁, S₂) aufweisen, an der diese bei einer Beanspruchung (x-Richtung) in z- und/oder in y-Richtung einknicken.
Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halter (4, 4.1) eine durch ihre Geometrie bereitgestellte Sollknickstelle S₁ aufweisen, an der bei einer Beanspruchung in x-Richtung diese in z-Richtung einknicken.
Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halter (4. 4.1)jeweils eine Sollknickstelle (S₂) aufweisen, an der diese bei einer Beanspruchung in x-Richtung in y-Richtung einknicken.
Baugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halter (4, 4.1) in einer Projektion derselben in die x-y-Ebene eine in y-Richtung weisende Flexur mit einem solchen Versatz aufweisen, dass die beiden durch die Flexur gegeneinander versetzten Halterabschnitte sich in der Flucht ihrer Längserstreckung in y-Richtung nicht überlappen.
Baugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die die Anschlussmittel tragenden Halterabschnitte entgegen der Versatzrichtung der Flexur geneigt sind.
Baugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel zwischen 12° und 18° beträgt.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung einer Sollnickstelle (S₁), an der bei einer Beanspruchung in x-Richtung ein Halter (4, 4.1) in z-Richtung einknickt, dieser Halter (4, 4.1) einen in Richtung seiner Längserstreckung konkav ausgeführten Abschnitt (15) aufweist, dessen Scheitelachse sich in y-Richtung erstreckt.
Baugruppe nach einem der Anspruche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Geometrie in der Auslegung der Halter (4, 4.1) diese mit Abstand zu der zumindest einen Sollknickstelle (S₁, S₂) in Richtung zu ihrer Querträgeranbindung (16) eine höhere Biegesteifigkeit aufweisen als im Bereich einer Sollknickstelle (S₁, S₂).
Baugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Biegesteifigkeit der Halter diese in Richtung zur Querträgeranbindung (16) die Breite ihrer in der x-y-Ebene befindlichen Schenkel (8, 9) zunimmt.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu den beiden Anbindungsabschnitten der Halter (4, 4.1) die Höhe des die Schenkel (8, 9) der Halbschale verbindenden Steges (10) gegenüber den dazwischen befindlichen Halterabschnitten reduziert ist.
Baugruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenreduktion des Steges (10) durch eine in der y-z-Ebene eingebrachte Flexur des oberen Schenkels (8) der Halter (4, 4.1) bereitgestellt ist.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die in der x-y-Ebene befindlichen unteren Schenkel (9) der Halter (4, 4.1) als Anschlussmittel außenseitig jeweils eine Einpressmutter (13) zum Festlegen eines Befestigungsbolzens tragen, der mit seinem Schaft eine Durchbrechung (12) in dem in der x-y-Ebene befindlichen oberen Schenkel (8) und ein zwischen diesen in der x-y-Ebene befindlichen Schenkeln (8, 9) der Halter (4, 4.1) angeordnetes Anschlussteil (14) des tafelförmigen Instrumentes durchgreifen.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Halter (4, 4.1) als Stanzbiegeteile aus einer Stahlplatine hergestellt sind.