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Vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug und beschreibt dabei die Anordnung und Befestigung zumindest einer bildgebenden Einheit.
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Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, in Instrumententafeln eines Kraftfahrzeugs ein oder mehrere bildgebende Einheiten, beispielsweise Displays, einzubauen. Die Aufnahme dieser bildgebenden Einheiten in der Instrumententafel ermöglicht eine einfache Befestigung an der gewünschten Position und einen einfachen Montageablauf, da so die bildgebenden Einheiten zusammen mit der Instrumententafel in die Karosserie montiert werden können. Allerdings bedarf es, insbesondere bei bildgebenden Einheiten, die auf die Frontscheibe projizieren (Head-up Display), einer relativ genauen Positionierung relativ zur Karosserie bzw. relativ zur Frontscheibe.
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Es ist daher Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Kraftfahrzeug anzugeben, das eine möglichst lagegenaue Positionierung einer bildgebenden Einheit ermöglicht. Des Weiteren ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung des Kraftfahrzeugs anzugeben.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche haben bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung zum Gegenstand.
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Die Erfindung zeigt ein Kraftfahrzeug. Dabei handelt es sich insbesondere um ein zweispuriges Straßenfahrzeug, beispielsweise einen Pkw oder Lkw. Das Fahrzeug umfasst eine Karosserie. Die Karosserie weist eine übliche Aussparung zum Einsetzen der Frontscheibe auf. Im unteren Bereich der Frontscheibe ist eine sogenannte Frontscheibenwurzel definiert.
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Im Kraftfahrzeug, also im Inneren der Karosserie, befindet sich eine Instrumententafel. Diese Instrumententafel ist an der Karosserie befestigt. Die Instrumententafel kann auch als Armaturenbrett bezeichnet werden. In dieser Instrumententafel können unterschiedliche Anzeigeelemente und Bedienelemente für das Kraftfahrzeug angeordnet sein.
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Wie eingangs beschrieben, kann sich in einer herkömmlichen Instrumententafel zumindest eine bildgebende Einheit befinden, die auf die Frontscheibe projiziert (Head-up Display). Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass zusätzlich zu der Instrumententafel ein eigener Trägerrahmen verwendet wird, der sich vorzugsweise entlang der Frontscheibenwurzel erstreckt. In diesem Trägerrahmen befindet sich zumindest eine bildgebende Einheit, beispielsweise um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, Informationen eines Navigationsgerätes, Bilder, Videos oder sonstiges dazustellen. Dabei ist selbstverständlich nicht ausgeschlossen, dass sich in der Instrumententafel andere bildgebende Einheiten befinden, insbesondere solche, die nicht auf die Frontscheibe projizieren.
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Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass der Trägerrahmen an der Karosserie befestigt ist. Der Trägerrahmen wird insbesondere nicht oder nicht ausschließlich an der Instrumententafel befestigt. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Trägerrahmen direkt an der Karosserie befestigt ist. Unter dieser „direkten“ Befestigung ist zu verstehen, dass der Trägerrahmen vorzugsweise nicht an Baugruppen (beispielsweise der Instrumententafel) befestigt ist, die anderweitige Funktionen erfüllen. Allerdings schließt die direkte Befestigung des Trägerrahmens an der Karosserie nicht aus, dass die Karosserie entsprechende Haltevorrichtungen aufweist, an denen der Trägerrahmen befestigt ist.
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So ist bevorzugt vorgesehen, dass die Karosserie zumindest eine Haltevorrichtung umfasst. Insbesondere sind entlang der Fahrzeugbreite mehrere dieser Haltevorrichtungen nebeneinander angeordnet. Im Folgenden wird der Einfachheit halber meist die Ausbildung nur einer Haltevorrichtung beschrieben. Dabei ist jedoch stets vorgesehen, dass alle verwendeten Haltevorrichtungen für den Trägerrahmen dementsprechend ausgebildet sind.
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Die jeweilige Haltevorrichtung umfasst ein erstes Halteelement und wird bei Bedarf zur Erweiterung der Bildgröße der bildgebenden Einheiten und/oder zur Wahrung der Positions- und Toleranzgenauigkeit um ein zweites Halteelement erweitert. Das erste Halteelement ist karosseriefest und somit an der restlichen Karosserie befestigt, insbesondere angeschweißt. Da die Haltevorrichtung ein Bestandteil der Karosserie ist, wird vorliegend der Begriff „restliche Karosserie“ verwendet, um die Karosserie exklusive der Haltevorrichtung zu beschreiben.
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Das zweite Halteelement ist an dem ersten Halteelement befestigt. Beispielsweise ist das zweite Halteelement an dem ersten Halteelement angeschweißt. Wie im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens noch genauer beschrieben wird, erfolgt ein Einjustieren des zweiten Halteelements relativ zur restlichen Karosserie und daraufhin das Befestigen des zweiten Halteelements am ersten Halteelement.
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Der Trägerrahmen ist an dem zumindest einen ersten Haltelement oder dem zumindest einen zweiten Halteelement befestigt. Durch Verwendung der zumindest einen Haltevorrichtung, insbesondere mit dem einjustierten zweiten Halteelement, ist es möglich, den Trägerrahmen sehr lagegenau relativ zur Karosserie und somit auch relativ zur Frontscheibe zu positionieren. Dementsprechend genau ist auch die zumindest eine bildgebende Einheit relativ zur Karosserie und relativ zur Frontscheibe positioniert. Dadurch ist es beispielsweise möglich, ein sehr scharfes und genau positioniertes Bild auf die Frontscheibe zu projizieren.
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Die Instrumententafel ist vorzugsweise ebenfalls an der Karosserie befestigt. Hierzu kann auch die Instrumententafel an dem beschriebenen ersten oder auch zweiten Halteelement und/oder an sonstigen Bereichen der Karosserie befestigt sein.
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Der Trägerrahmen erstreckt sich vorzugsweise über einen wesentlichen Bereich der Breite des Fahrzeuginnenraums. Um diesen „wesentlichen“ Bereich zu definieren, ist bevorzugt vorgesehen, dass sich der Trägerrahmen über zumindest 25 %, vorzugsweise über zumindest 50 %, der Fahrzeugbreite erstreckt. Die Fahrzeugbreite ist insbesondere wie üblich exklusive der Außenspiegel definiert.
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In dem Trägerrahmen befinden sich in der Anzahl und Abmessung variierbare bildgebende Einheiten. Diese, in ihrer Anzahl und Abmessung den Anforderungen entsprechend ausgeprägten bildgebenden Einheiten sind vorzugsweise entlang der Fahrzeugbreite nebeneinander angeordnet. Dadurch ist es möglich, über einen sehr großen Bereich der Fahrzeugbreite ein oder mehrere Bilder auf die Frontscheibe zu projizieren.
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Die einzelne bildgebende Einheit umfasst vorzugsweise ein Display. Zusätzlich oder alternativ kann die einzelne bildgebende Einheit beispielsweise auch einen Laser oder ein sonstiges, lichterzeugendes Element umfassen, das es ermöglicht, ein Bild auf der Fahrzeugscheibe darzustellen.
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Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugs, wobei es sich vorzugsweise um das vorab beschriebene Kraftfahrzeug handelt. Im Rahmen des Verfahrens sind zumindest die folgenden Schritte vorgesehen:
- Zunächst erfolgt ein Bereitstellen einer Karosserie, an der im Bereich unterhalb der Frontscheibe eine Frontscheibenwurzel definiert ist.
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Daraufhin wird ein Trägerrahmen an der Karosserie befestigt. Der Trägerrahmen erstreckt sich insbesondere entlang der Frontscheibenwurzel. Im Trägerrahmen befindet sich zumindest eine bildgebende Einheit. Die bildgebende Einheit oder die mehreren bildgebenden Einheiten sind dabei vorzugsweise, wie vorab beschrieben, ausgebildet und angeordnet.
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Ferner erfolgt ein Befestigen einer Instrumententafel an der Karosserie. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Instrumententafel an der Karosserie befestigt wird, nachdem der Trägerrahmen an der Karosserie befestigt wurde.
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Wie vorab im Rahmen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben, wird vorzugsweise zumindest eine Haltevorrichtung verwendet. So ist auch im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt vorgesehen, dass solch eine Haltevorrichtung mit erstem und zweitem Halteelement zum Einsatz kommen kann. Der Schritt zum Befestigen des Trägerrahmens an der Karosserie umfasst dabei vorzugsweise die folgenden Unterschritte:
- Zunächst erfolgt die Vorbereitung der Karosserie über die Darstellung eines ersten Halteteils. Bei Einsatz eines zweiten Halteelements erlogt ein Einjustieren des zweiten Halteelements relativ zur restlichen Karosserie.
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Daraufhin erfolgt ein Befestigen des zweiten Halteelements am ersten Halteelement. Insbesondere wird das zweite Halteelement am ersten Halteelement angeschweißt, verschraubt oder anderweitig den Anforderungen entsprechend verbunden.
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Im nächsten Schritt erfolgt ein Montieren der bildgebenden Einheiten am Trägerrahmen, bevor der Verbund aus Trägerrahmen und bildgebenden Einheiten am ersten oder bei Bedarf am zweiten Halteelement befestigt wird. Dabei wird bei Bedarf zunächst das zweite Halteelement am ersten Halteelement befestigt und erst daraufhin erfolgt das Befestigen des Trägerrahmens am ersten oder am zweiten Halteelement. Wenn mehrere Haltevorrichtungen zum Einsatz kommen, erfolgt zunächst das Einjustieren und Befestigen aller zweiten Halteelemente und erst daraufhin das Befestigen des Trägerrahmens an den mehreren Halteelementen.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Karosserie bereits vollständig aufgebaut ist, wenn das Einjustieren der zweiten Halteelemente erfolgt. Dadurch ist ein besonders genaues Einjustieren der zweiten Halteelemente relativ zur restlichen Karosserie und nicht nur relativ zu einer Baugruppe der Karosserie möglich.
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Die Erfindung zeigt mit dem Trägerrahmen ein neuartiges Zusatzbauteil, das die Integration von scheibennahen bildgebenden Einheiten im Kraftfahrzeug ermöglicht. Dabei ist eine positionsgenaue Montage möglich. Durch Verwendung des eigenen Trägerrahmens und dessen direkte Befestigung an der Karosserie können zudem hohe Anforderungen an die Akustik und weitere geometrische oder funktionale Ergänzungen übernommen werden. Durch die freie Materialwahl des Trägerrahmens können entsprechende Steifigkeits-Anforderungen und bedarfsgerechte Oberflächenqualitäten erfüllt werden, die dadurch auch insbesondere unerwünschte Lichtreflexe vermeiden können.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel,
- 2 eine schematische Explosionsansicht eines Details des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel, und
- 3 einen schematischen Verfahrensablauf zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
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Im Folgenden wird anhand der 1 und 2 rein schematisch der Aufbau des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei beschränkt sich die schematische Darstellung in den Figuren auf die im Rahmen vorliegender Erfindung wesentlichen Bauteile.
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Das Kraftfahrzeug 1 ist gemäß der schematischen Darstellung in 1 als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst eine Karosserie 2 und eine Frontscheibe 3. Am unteren Bereich der Frontscheibe 3 bzw. am Übergang der Frontscheibe 3 zur Karosserie 2 ist eine Frontscheibenwurzel 4 definiert.
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Im Bereich der Frontscheibenwurzel 4 befinden sich eine Instrumententafel 5 und ein Trägerrahmen 6.
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Die Instrumententafel 5 erstreckt sich über einen wesentlichen Bereich des Fahrzeuginnenraums. In der Instrumententafel 5 können entsprechende Anzeige- und Bedienelemente angeordnet sein.
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2 zeigt eine schematische Explosionsansicht des Fahrzeugs 1 im Bereich der Frontscheibenwurzel 4. Gezeigt ist die Stirnwand der Karosserie 2, der Trägerrahmen 6 und mehrere bildgebende Einheiten 7. Wie die Darstellung in 2 verdeutlicht, sind in den Trägerrahmen 6 mehrere (im gezeigten Ausführungsbeispiel drei) bildgebende Einheiten 7 angeordnet. Bei den bildgebenden Einheiten 7 handelt es sich um Displays, die ein entsprechendes Bild auf die Innenseite der Frontscheibe 3 projizieren können. Die Instrumententafel 5 ist in 2 der Übersichtlichkeit halber ausgeblendet.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die bildgebenden Einheiten 7 nicht in die Instrumententafel 5 integriert sind und nicht an der Instrumententafel 5 befestigt sind. Vielmehr erfolgt eine direkte Befestigung des Trägerrahmens 6 an der Karosserie 2. Hierzu werden mehrere Haltevorrichtungen 8 verwendet.
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Wie 2 verdeutlicht, umfasst die einzelne Haltevorrichtung 8 ein erstes Halteelement 9 und ein zweites Halteelement 10. Das erste Halteelement 9 ist mit der restlichen Karosserie 2 fest verbunden oder integral ausgebildet. Das zweite Halteelement 10 ist am ersten Halteelement 9 befestigt, insbesondere angeschweißt. Der Trägerrahmen 6 wiederum ist an den zweiten Halteelementen 10 und ggf. an weiteren Positionen der Karosserie 2 befestigt.
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3 verdeutlicht rein schematisch den Ablauf des Verfahrens zum Herstellen des beschriebenen Kraftfahrzeugs 1.
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Gemäß Verfahrensschritt 100 erfolgt zunächst das Bereitstellen der Karosserie 2, an der im Bereich unterhalb der Frontscheibe 3 die Frontscheibenwurzel 4 definiert ist.
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Im Verfahrensschritt 200 erfolgt das Befestigen des Trägerrahmens inklusive der vormontierten bildgebenden Einheiten 6 an der Karosserie 2. Hierzu werden zunächst gemäß Verfahrensschritt 201 die zweiten Halteelemente 10 relativ zur restlichen Karosserie 2 einjustiert und gemäß Verfahrensschritt 202 an den ersten Halteelementen 9 befestigt. Daraufhin erfolgt gemäß Verfahrensschritt 203 das Befestigen des Trägerrahmens inklusive der vormontierten bildgebenden Einheiten 6 an den zweiten Halteelementen 10 und somit die Befestigung des Trägerrahmens 6 inklusive der vormontierten bildgebenden Einheiten an der Karosserie 2.
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Gemäß Verfahrensschritt 300 erfolgt erst daraufhin die Befestigung der Instrumententafel 5 an der Karosserie 2.
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Bezugszeichenliste:
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Karosserie
- 3
- Frontscheibe
- 4
- Frontscheibenwurzel
- 5
- Instrumententafel
- 6
- Trägerrahmen
- 7
- bildgebende Einheit
- 8
- Haltevorrichtung
- 9
- erstes Halteelement
- 10
- zweites Halteelement
- 100-300
- Verfahrensschritte
