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Die
Erfindung betrifft eine Instrumententafeleinheit, insbesondere für ein Kraftfahrzeug,
die aus einer Instrumententafel mit Komponentenaufnahmen besteht,
wobei in den Komponentenaufnahmen Funktionselemente angeordnet sind
und die Instrumententafel als ein einziges, die gesamte Instrumententafeleinheit
tragendes Strukturelement ausgebildet ist.
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Instrumententafeleinheiten
werden in den unterschiedlichsten Fahrzeugen benutzt. Aus der
DE 196 26 441 A1 ist
ein Cockpit für
ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art bekannt. Das Cockpit besteht
aus einem Querträger,
aus Funktionselementen, wie Lüftungen,
Klimaanlage, Instrumenten und Schaltern, sowie aus einer eigentlichen
Instrumententafel. Nach der
DE 196 26 441 A1 sind die Lüftungskanäle als verwindungs-
und knicksteife Bauelemente ausgeführt, die eine modulare Querträger- Baueinheit
bilden, wobei die modulare Querträger-Baueinheit zumindest einen Teil der
wesentlichen Funktionselemente trägt und die Instrumententafel
als Sichtschale ohne tragende Funktion ausgebildet ist.
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Nachteilig
bei solchen Instrumententafeleinheiten ist die separate Ausbildung
eines Querträgers, der
die Last der gesamten Instrumententafeleinheiten aufnimmt und die
Anbindung an zum Beispiel die A-Säulen eines Kraftfahrzeuges
ermöglicht.
Ein solcher Querträger
beaufschlagt die Instrumententafeleinheiten mit seinem hohen Eigengewicht
und er belegt wichtigen Bauraum in der Instrumententafeleinheit.
Darüber
hinaus trägt
er nicht in angemessener Weise zur Versteifung der Fahrzeugkarosserie
bei, da er nur mit jeweils einer relativ kleinen Fläche mit der
linken und der rechten A-Säule
der Kraftfahrzeugs verbunden ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher eine Instrumententafeleinheit der eingangs
genannten Art zu schaffen, die gewichts- und bauraumsparend aufgebaut
ist und die dazu die Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie erhöht.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Instrumententafeleinheit mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist die
Instrumententafel skelettartig ausgebildet. Besonders günstig ist
es, wenn die Instrumententafel unregelmäßig, skelettartig ausgebildet
ist. Durch die skelettartige Struktur und vor allem durch die unregelmäßige, skelettartige Struktur
der Instrumententafel wird eine optimale Nutzung des vorhandenen
Bauraums erreicht und für die
Instrumententafel wird eine besonders hohe Belastbarkeit und Steifigkeit
erzielt. An der skelettartigen Struktur kann eine Vielzahl von Anbindungspunkten
an die Fahrzeugkarosserie geschaffen werden, was zur Gesamtsteifigkeit
der Fahrzeugkarosserie beiträgt.
Auch die energieabsorbierenden Eigenschaften sind durch die unregelmäßige, skelettartige
Struktur optimal zu gestalten.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausbildung
der Instrumententafeleinheiten kann auf die Verwendung eines Querträgers völlig verzichtet
werden. Dadurch wird das Gewicht der Instrumententafeleinheiten
signifikant reduziert. Da die Instrumententafel als tragendes Strukturelement
in ihrer Form und Ausgestaltung vollkommen der Lage der von ihr
getragenen Komponenten angepasst werden kann, wird der vorhandene
Bauraum optimal genutzt.
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Bei
einer Weiterbildung besteht die Instrumententafel aus einem Metall.
Metalle können
im Spritzgussverfahren einfach und kostengünstig in komplexe Formen gegossen
werden. Darüber
hinaus sind die meisten Metalle sehr stabile Werkstoffe.
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Bei
einer Ausgestaltung besteht die Instrumententafel aus Magnesium
oder Aluminium. Magnesium und Aluminium sind sehr leichte Werkstoffe, die
eine hohe Festigkeit aufweisen und gut zu komplexen Strukturen verarbeitet
werden können.
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Alternativ
dazu besteht die Instrumententafel aus einem Kunststoff. Auch Kunststoffe
können
eine hohe Festigkeit aufweisen und sind zudem sehr kostengünstige Werkstoffe.
Vor allem glasfaserverstärkte
Kunststoffe sind bei dieser Ausgestaltung sehr gut verwendbar.
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Bei
einer nächsten
Ausgestaltung sind Teile der Instrumententafel als sichtbare Außenflächen der Instrumententafeleinheit
ausgebildet. Weil die sichtbareren Außenflächen Bestandteile der Instrumententafel
sind, wird es unnötig
Abdeckungen auf die Instrumententafel aufzubringen, was wiederum
das Gewicht der Instrumententafeleinheit reduziert und Kosten bei
der Herstellung der Instrumententafeleinheit einspart. Darüber hinaus
können
keine Geräusche
durch lose oder schlecht montierte Abdeckungen entstehen, was den
Qualitätseindruck
des Fahrzeugs wesentlich erhöht.
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Bei
einer nächsten
Ausgestaltung ist die Instrumententafel mit Hilfe von Anschlusselementen mit
den A-Säulen,
dem Wellentunnel und/oder dem Windlauf der Kraftfahrzeugkarosserie
verbindbar. Durch die Vielzahl der Verbindungen der selbstragenden
Instrumententafel mit der Fahrzeugkarosserie in Kombination mit
der hohen Eigensteifigkeit der Instrumententafel, wird einen spürbare Erhöhung der Steifigkeit
der Fahrzeugkarosserie erreicht.
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Bei
einer Weiterbildung ist die Instrumententafel als Aufprallenergie
gezielt absorbierendes Bauteil ausgebildet. Im Falle eines Verkehrsunfalls mit
seitlichem Aufprall in Höhe
der A-Säule,
nimmt eine vorteilhaft gestaltete Instrumententafel einen hohen
Anteil der unfallbedingten kinetischen Energie auf. Die skelettartige
Struktur der selbstragenden Instrumententafel kann dabei so gestaltet
werden, dass der Bereich der Instrumententafel hinter dem ein Fahrzeuginsasse
positioniert ist besonders starr und fest ausgebildet ist, während die
Bereiche hinter denen die Insassen nicht positioniert sind bei einer seitlichen
Kollision verformt werden, wobei sie möglichst viel Energie aufnehmen.
Diese Ausgestaltung der Instrumententafeleinheit stellt einen hohen
Beitrag zur Verbesserung der Insassensicherheit bei Kraftfahrzeugen
dar.
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Darüber hinaus
ist es vorteilhaft, wenn die Instrumententafel im Fall eines Verkehrsunfalls
das Kollabieren der Fahrgastzelle verhindert. Auch hier lässt sich
die skelettartige Struktur der selbsttragenden Instrumententafel
dahingehend optimieren, dass zum Beispiel im Falle einer Frontalkollision
des Fahrzeuges die Fahrgastzelle durch die Instrumententafel wirkungsvoll
unterstützt
wird, um die Fahrzeuginsassen optimal zu schützen.
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Aber
auch im unfallfreien Fahrbetrieb ist es von Vorteil, wenn die Instrumententafel
eine Versteifung der Fahrzeugkarosserie bewirkt. Insbesondere eine,
durch die erfindungsgemäße Instrumententafeleinheit,
verbesserte Verwindungssteifigkeit der Fahrzeugkarosserie ermöglicht ein
verbessertes Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
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Es
zeigen:
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1:
Eine Instrumententafeleinheit 1 nach dem Stand der Technik.
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2:
Eine erfindungsgemäße Instrumententafeleinheit.
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3:
Eine selbsttragende Instrumententafel.
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1 zeigt
eine Instrumententafeleinheit 1 nach dem Stand der Technik.
Die Instrumententafeleinheit 1 nach dem Stand der Technik
ist aufgebaut aus einer Instrumententafel 2 und einem Querträger 4.
Der Querträger 4 ist
ein massives metallisches Bauteil das die gesamte Instrumententafeleinheit 1 trägt. Dazu
ist der Querträger 4,
z. B. im vorderen Bereich des Fahrgastraumes eines Kraftfahrzeuges zwischen
den A-Säulen des
Kraftfahrzeuges montiert. Zur Befestigung des Querträgers an
den A-Säulen
des Kraftfahrzeuges weist der Querträger 4 Anschlusselemente 6 auf.
Darüber
hinaus sind am Querträger 4 der
Airbagträger 17,
der Lenksäulenträger 18 und
die Instrumententafelträger 16 montiert.
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Die
Instrumententafel 2 ist zur Aufnahme einer Vielzahl von
Komponenten vorgesehen. Mit der Montage des Querträgers 4 und
dem Einsetzten der Komponenten beziehungsweise der Funktionselemente
wird die Instrumententafel 2 zur Instrumententafeleinheit 1 vervollständigt. Man
erkennt in der Instrumententafel 2 eine Komponentenaufnahme 5 für eine Lenksäule, eine
Komponentenaufnahme 10 für eine Luftdüse, eine
Komponentenaufnahme 11 für ein Klimatisierungsgerät, eine
Komponentenaufnahme 12 für einen Beifahrerairbag, eine
Komponentenaufnahme 13 für ein Handschuhfach, eine Komponentenaufnahme 14 für ein Kombiinstrument,
eine Komponentenaufnahme 15 für ein Fahrerinformationssystem
und eine Komponentenaufnahme 19 für eine Abdeckung.
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Besonders
nachteilig bei dem in 1 gezeigten Stand der Technik
ist die zentrale Anordnung des Querträgers 4 in der Instrumententafeleinheit 1, wobei
sich der Querträger 4 entlang
der gesamten Instrumententafel 2 ausdehnt und dadurch einen
großen
Teil des zur Verfügung
stehenden Bauraums in der Instrumententafel 2 beansprucht.
Darüber
hinaus ist der Querträger 4 ein
massives aus Metall gefertigtes Bauteil mit einem hohen Eigengewicht.
Weil der Querträger 4 nur
mit relativ kleinen Anschlusselementen an die A-Säule gekoppelt
ist, vermag der die Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie nur unwesentlich zu
verbessern. Zur Überwindung
dieser Nachteile wird die erfindungsgemäße Instrumententafeleinheit 1 vorgeschlagen,
die in 2 dargestellt ist.
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2 zeigt
eine erfindungsgemäße Instrumententafeleinheit 1,
bei der die Instrumententafel 2 als einziges die ganze
Instrumententafeleinheit 1 tragendes Strukturelement ausgebildet
ist. Hierdurch kann auf den aus 1 bekannten
Querträger 4 verzichtet
werden. Alle in die Instrumententafel 2 integrierten Funktionselemente
und Komponenten, wie zum Beispiel das Kombiinstrument 22,
das Beifahrerairbagmodul 23, die Abdeckungen 21 und
das Fahrerinformationssystem 20 werden ausschließlich von
der Instrumententafel 2 getragen.
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Die
Instrumententafel 2 weist Anschlusselemente 6 zu
den A-Säulen des
Kraftfahrzeuges auf. Da die Instrumententafel 2 skelettartig
ausgebildet ist und die Anschlusselemente 6 zu den A-Säulen großflächig angelegt
sind, wird durch die Instrumententafel 2 eine spürbare Versteifung
der hier nicht dargestellten Fahrzeugkarosserie erreicht.
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Auch
die selbsttragende Instrumententafel 2 weist die notwendigen
Komponentenaufnahmen auf. Dargestellt sind eine Komponentenaufnahme 14 für das Kombiinstrument 22,
eine Komponentenaufnahme 5 für eine Lenksäule, eine Komponentenaufnahme 10 für eine Luftdüse, eine
Komponentenaufnahme 15 für das Fahrerinformationssystem 20 und
eine Komponentenaufnahme 12 für das Beifahrerairbagmodul 23.
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Darüber hinaus
sind innerhalb der selbsttragenden Instrumententafel 2 sichtbare
Außenflächen 3 ausgebildet,
die nicht mehr abgedeckt werden müssen. Diese sichtbaren Außenflächen 3 können bei der
Herstellung der Instrumententafel 2 in der gewünschten
Farbe lackiert werden, so dass sich für den Fahrzeugnutzer ein vorteilhaftes
Erscheinungsbild der Instrumententafeleinheit 1 bietet.
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Natürlich kann
die selbsttragende Instrumententafel 2 auch eine Komponentenaufnahme 19 für eine Abdeckung 21 aufweisen.
Integrierte sichtbare Außenflächen 3 und
Komponentenaufnahmen 19 für Abdeckungen 21 können vorteilhaft
miteinander kombiniert werden, was die Zugänglichkeit zu den in die Instrumententafel 2 integrierten
Komponenten und Funktionselementen, zum Beispiel im Servicefall,
wesentlich verbessert.
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In 3 ist
die selbsttragende Instrumententafel 2 noch einmal deutlicher
dargestellt. Sehr gut erkennbar ist die skelettartige Struktur der
selbstragenden Instrumententafel 2. Diese Struktur ist
dahingehend optimiert, dass die in der Instrumententafeleinheit 1 verlegten
Kabel und Leitungen sowie die integrierten Funktionselemente und
Komponenten vorteilhaft positioniert werden können. Dabei wird die Instrumententafel 2 so
gestaltet, dass sie nur Bauraum nutzt, der von den integrierten
Funktionselementen und Komponenten und den von ihnen benötigten Leitungen
nicht beansprucht wird. Auf einen Querträger 4 wie er aus dem
Stand der Technik bekannt ist, kann bei der Verwendung der selbsttragenden
Instrumententafel 2 gänzlich
verzichtet werden.
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Durch
die skelettartige Ausbildung der selbsttragenden Instrumententafel 2 ergibt
sich eine sehr hohe Eigensteifigkeit der Instrumententafel 2, die
vorteilhaft ausgenutzt werden kann, um die Karosserie des Kraftfahrzeuges
in die die Instrumententafeleinheit 1 eingebaut ist zu
stabilisieren. Hierzu verfügt
die selbsttragende Instrumententafel 2 über eine Vielzahl von Anschlusselementen 6, 9, 24 die möglichst
großflächig ausgebildet
sind. Zu erkennen sind die Anschlusselemente 9 zu dem Wellentunnel, die
Anschlusselemente 6 zu den A-Säulen und die Anschlusselemente 24 zu
dem Windlauf.
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Da
die skelettartig ausgebildete Instrumententafel 2 aus Leichtmetall
gefertigt ist und auf einen Querträger 4 gänzlich verzichtet
wird, ergibt sich eine wesentliche Reduzierung des Gesamtgewichtes
der Instrumententafeleinheit 1. Die selbsttragende Instrumententafel 2 kann
z. B. aus Aluminium oder Magnesium gefertigt sein. Darüber hinaus
ist es denkbar die selbsttragende Instrumententafel 2 aus
einem Kunststoff, insbesondere aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff,
zu fertigen, was eine sehr kostengünstige Alternative ist.