DE112006000143B4

DE112006000143B4 - Instrumentenbrettquerträger

Info

Publication number: DE112006000143B4
Application number: DE112006000143.4T
Authority: DE
Inventors: Yusuke Kimura; Satoshi Yanagimoto; Yoshiaki Ohhashi
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd; Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp; MA Aluminum Corp
Priority date: 2005-07-06
Filing date: 2006-07-03
Publication date: 2014-09-25
Anticipated expiration: 2026-07-04
Also published as: JP4668707B2; DE112006000143T5; JP2007015496A; CN101098811B; US20070296247A1; CN101098811A; US7458625B2; WO2007004616A1

Abstract

Instrumentenbrettquerträger (10), der aufweist: ein erstes Rohr (30), das so konfiguriert ist, dass es eine Lenkeinheit (26) abstützt, und das einen ersten gleichmäßigen Querschnitt in Axialrichtung (A) im Blick in einer senkrechten Ebene zur Axialrichtung (A) hat; ein Verbindungselement (60), das in das erste Rohr (30) eingesetzt und am ersten Rohr (30) befestigt ist und das eine Aufnahmeeinheit (70) hat; und ein zweites Rohr (40), das in die Aufnahmeeinheit (70) des Verbindungselements (60) eingesetzt ist, am Verbindungselement (60) befestigt ist und einen zweiten gleichmäßigen Querschnitt in Axialrichtung (B) im Blick in einer senkrechten Ebene zur Axialrichtung (B) hat, wobei das Verbindungselement (60) derart angepasst ist, dass es in Umfangsrichtung (E) abwechselnd mit dem ersten Rohr (30) und dem zweiten Rohr (40) verschweißt ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Instrumentenbrettquerträger zur Verwendung z. B. in Automobilen.
Hintergrund der Technik
In jedem Automobil spannt sich ein Instrumentenbrettquerträger zwischen den A-Säulen, die auf beiden Seiten des Automobils in Breitenrichtung beabstandet angeordnet sind. Der Instrumentenbrettquerträger stützt das Wellenteil der Lenkeinheit ab. Angesichts dessen kann die Steifigkeit des Instrumentenbrettquerträgers erhöht werden, um das Wellenteil steifer abzustützen.
Um die Steifigkeit des Instrumentenbrettquerträgers zu erhöhen, kann der Querschnitt des Instrumentenbrettquerträgers vergrößert werden.
Die meisten Instrumentenbrettquerträger sind aber durch ein Rohr gebildet. Das Rohr ist durch Strangpressen hergestellt. Gewöhnlich hat ein durch Strangpressen hergestelltes Rohr einen Schnitt, der in Axialrichtung gleichmäßig ist, betrachtet man es in einer Ebene senkrecht zur Achse.
Daher besteht die Tendenz, dass ein durch ein Rohr gebildeter Instrumentenbrettquerträger einen Querschnitt hat, der groß genug ist, die Welle einer Lenkeinheit steif und zuverlässig abzustützen.
Der so hergestellte Instrumentenbrettquerträger kann tatsächlich die Lenkeinheit steifer abstützen. Allerdings steigt sein Gewicht. Mit Zunahme seines Gewichts steigen seine Herstellungskosten. Folglich ist die Gewichtszunahme des Instrumentenbrettquerträgers unerwünscht.
Angesichts dessen wurde ein Instrumentenbrettquerträger vorgeschlagen, der das Wellenteil einer Lenkeinheit steifer abstützen kann, ohne sein Gewicht so stark zu erhöhen.
Insbesondere weist dieser Instrumentenbrettquerträger ein Rohr mit einem großen Querschnitt und ein Rohr mit einem kleinen Querschnitt auf. Das Rohr mit dem großen Querschnitt ist am Fahrersitz angeordnet. Das Rohr mit dem kleinen Querschnitt ist am Beifahrersitz angeordnet. Einige Instrumentenbrettquerträger dieser Art wurden vorgeschlagen.
Ein Instrumentenbrettquerträger dieser Art weist ein Rohr auf, das einen großen Querschnitt hat, da es am Fahrersitz anzuordnen ist und die Lenkeinheit steif abstützen muss. Daher verbessert das Rohr die steife Abstützung der Lenkeinheit. Der Instrumentenbrettquerträger hat ein Rohr, das einen kleinen Querschnitt hat, da es am Beifahrersitz anzuordnen ist und nicht so stark zum steifen Abstützen der Lenkeinheit dient. Daher trägt dieses Rohr dazu bei, das Gewicht des Instrumentenbrettquerträgers zu reduzieren. Offenbart ist ein solcher Instrumentenbrettquerträger in der JP H09 277961 A .
Eines der Rohre, die einen Instrumentenbrettquerträger dieser Art bilden, ist im Durchmesser aufgedehnt oder zusammengedrückt, und die Rohre sind ineinandergepasst. Dadurch sind die beiden Rohre miteinander gekoppelt.
In der US 6 391 470 B ist ein Instrumentenbrettquerträger offenbart, bei dem zwei Rohre unterschiedlicher Querschnittsabmessungen miteinander verbunden sind. Dazu ist das eine Rohr in das andere eingefügt und direkt damit verschweißt. Zusätzlich ist ein Verbindungselement vorgesehen, das die Verbindung der beiden Rohre verstärken soll.
DE EP 1 227 029 A offenbart ein Verbindungselement für Hohlprofile unterschiedlichen Querschnitts, insbesondere für Querträger an einem Instrumentenbrett. Hierzu wird ein Mittelknoten als Übergang zwischen den beiden Hohlprofilen verwendet.
Weitere Querträger sind beispielsweise in der DE 42 32 846 A und DE 100 45 347 A beschrieben.
Offenbarung der Erfindung
Der in der JP H09 277961 A offenbarte Instrumentenbrettquerträger hat ein Rohr, dessen Durchmesser aufgedehnt oder zusammengedrückt ist. Daher ist das Rohr z. B. ein Eisenrohr, dessen Durchmesser aufgedehnt oder zusammengedrückt werden kann.
Um ein leichtes Gewicht zu haben, sollte ein Instrumentenbrettquerträger besser z. B. aus einem Aluminiumrohr hergestellt sein, das leichter als ein Eisenrohr ist.
Allerdings ist es schwierig, Aluminiumrohre aufzudehnen oder zusammenzudrücken. Daher kann ein Aluminiumrohr kaum verwendet werden, um einen Instrumentenbrettquerträger der in der JPH09 277961 A offenbarten Art bereitzustellen.
Somit ist das Material von Rohren, das zur Herstellung des in der JP H09 277961 A offenbarten Instrumentenbrettquerträgers verwendet werden kann, zwangsläufig eingeschränkt.
Unerwünscht ist, dass das zur Herstellung von Instrumentenbrettquerträgern verwendete Rohrmaterial eingeschränkt ist, da dies die Freiheit verringert, das Gewicht von Instrumentenbrettquerträgern zu reduzieren.
Folglich besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, einen Instrumentenbrettquerträger bereitzustellen, der effektiv ein leichtes Gewicht hat.
Diese Aufgabe wir mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Ein erfindungsgemäßer Instrumentenbrettquerträger weist ein erstes Rohr, ein Verbindungselement und ein zweites Rohr auf. Das erste Rohr ist so konfiguriert, dass es eine Lenkeinheit abstützt. Das erste Rohr hat einen Querschnitt, der in Axialrichtung gleichmäßig ist, betrachtet man es in einer senkrechten Ebene zur Axialrichtung. Das Verbindungselement ist in das erste Rohr eingesetzt und am ersten Rohr fest angebracht bzw. befestigt. Das Verbindungselement beinhaltet eine Aufnahmeeinheit. Das zweite Rohr ist in die Aufnahmeeinheit des Verbindungselements eingesetzt, wodurch es am Verbindungselement fest angebracht bzw. befestigt ist. Das zweite Rohr hat einen Querschnitt, der in Axialrichtung gleichmäßig ist, betrachtet man es in einer senkrechten Ebene zur Axialrichtung. Das Verbindungselement ist derart angepasst, dass es in Umfangsrichtung abwechselnd mit dem ersten Rohr und dem zweiten Rohr verschweißt ist.
In dieser Konfiguration sind Verbindungsabschnitte zwischen dem ersten Rohr und dem Verbindungselement sowie Verbindungsabschnitte zwischen dem zweiten Rohr und dem Verbindungselement in Umfangsrichtung des Verbindungselements abwechselnd angeordnet.
Dadurch können das erste Rohr und das zweite Rohr ausreichend steif gekoppelt sein, was die Anzahl von Verbindungsabschnitten reduziert.
Im so konfigurierten Instrumentenbrettquerträger können das erste Rohr und das zweite Rohr gekoppelt sein, ohne ihre anstoßenden Enden zu verformen. Genauer gesagt braucht das Ende des ersten Rohrs nicht im Durchmesser zusammengedrückt zu sein, oder das Ende des zweiten Rohrs braucht nicht aufgedehnt zu sein.
Daher können das erste und zweite Rohr aus Material hergestellt sein, das solcher Verformung nicht widerstehen kann. So können sie Aluminiumrohre sein und sind relativ leicht.
Folglich besteht keine Einschränkung für die Materialien, die für das erste und zweite Rohr verwendet werden können. Dadurch steigt die Freiheit zum Reduzieren des Gewichts des ersten und zweiten Rohrs.
In einer bevorzugten Konfiguration des Instrumentenbrettquerträgers hat das erste Rohr mehrere Innenflächen, die sich in Axialrichtung des ersten Rohrs erstrecken, und das zweite Rohr hat mehrere Außenflächen, die sich in Axialrichtung des zweiten Rohrs erstrecken, um jeweilige polygonale Querschnitte zu bilden.
Diese Konfiguration ermöglicht, das erste und zweite Rohr mit dem Verbindungselement an mehr Verbindungsabschnitten als sonst zu koppeln. Daher können die Rohre mit dem Verbindungselement fest gekoppelt sein.
In einer weiteren bevorzugten Konfiguration des Instrumentenbrettquerträgers ist ein längliches Durchgangsloch in mindestens einer der Innenflächen des ersten Rohrs hergestellt und öffnet sich an der Außenumfangsfläche des ersten Rohrs, und das Verbindungselement ist mit einem Rand des Durchgangslochs verschweißt und am ersten Rohr fest angebracht bzw. befestigt.
Mit dieser Konfiguration ist der Verbindungsabschnitt zwischen dem Verbindungselement und dem ersten Rohr lang. Daher kann das Verbindungselement mit dem ersten Rohr fest gekoppelt sein.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Konfiguration sind das erste und/oder zweite Rohr aus Aluminium hergestellt.
Mit dieser Konfiguration kann der Instrumentenbrettquerträger leicht sein, kann mit geringen Kosten hergestellt werden und kann eine verbesserte Maßgenauigkeit von Komponenten haben.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Instrumentenbrettquerträgers ist so gestaltet, dass es einen Instrumentenbrettquerträger herstellt, der ein erstes Rohr, ein Verbindungselement und ein zweites Rohr erfindungsgemäß aufweist. Das erste Rohr ist so konfiguriert, dass es eine Lenkeinheit abstützt. Das erste Rohr hat einen Querschnitt, der in Axialrichtung gleichmäßig ist, betrachtet man es in einer senkrechten Ebene zur Axialrichtung. Das Verbindungselement ist in das erste Rohr eingesetzt und am ersten Rohr fest angebracht bzw. befestigt. Das zweite Rohr ist in die Aufnahmeeinheit des Verbindungselements eingesetzt und am Verbindungselement fest angebracht bzw. befestigt. Das zweite Rohr hat einen Querschnitt, der in Axialrichtung gleichmäßig ist, betrachtet man es in einer senkrechten Ebene zur Axialrichtung.
Im Verfahren zur Herstellung eines Instrumentenbrettquerträgers werden das erste Rohr und das zweite Rohr durch Strangpressen geformt, das zweite Rohr wird in die Aufnahmeeinheit des Verbindungselements eingesetzt, das zweite Rohr und das Verbindungselement werden aneinander befestigt, das Verbindungselement wird in das erste Rohr eingesetzt, und das Verbindungselement wird am ersten Rohr befestigt, wodurch ein Instrumentenbrettquerträger gebildet wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Perspektivansicht des Frontabschnitts der Karosserie, der einen Instrumentenbrettquerträger gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung hat;
2 ist eine Perspektivansicht des Instrumentenbrettquerträgers gemäß 1;
3 ist eine explodierte Perspektivansicht des Instrumentenbrettquerträgers gemäß 1;
4 ist eine Perspektivansicht des Instrumentenbrettquerträgers gemäß 1 und zeigt das Verbindungselement des Instrumentenbrettquerträgers;
5 ist eine Vorderansicht des Instrumentenbrettquerträgers gemäß 1;
6 ist eine Schnittansicht des Instrumentenbrettquerträgers gemäß 4 an der Linie F6-F6 gemäß 5;
7 ist eine Perspektivansicht des Verbindungselements gemäß 1 im Blick von der Seite des vierten fixierten Teils;
8 ist eine Schnittansicht des Instrumentenbrettquerträgers gemäß 4 an der Linie F8-F8 gemäß 5;
9 ist eine gemäß der weiteren Ausführungsform gezeigte Perspektivansicht des Verbindungsabschnitts des Verbindungselements gemäß 1 im Blick von der Seite des vierten fixierten teils; und
10 ist eine Perspektivansicht des Verbindungselements eines Instrumentenbrettquerträgers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Anhand von 1 bis 9 wird ein Instrumentenbrettquerträger gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
1 ist eine Perspektivansicht des Frontabschnitts der Karosserie 22, der einen Instrumentenbrettquerträger 10 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung hat. Wie 1 zeigt, ist ein Paar A-Säulen 23 am Frontteil 21 der Karosserie 22 befestigt. Die A-Säulen 23 sind in Breitenrichtung des Automobils so beabstandet, dass jede an einer Seite der Karosserie 22 vorgesehen ist.
Zwischen den A-Säulen 23 ist ein Instrumentenbrett 24 vorgesehen. Das Instrumentenbrett 24 ist in 1 mit einer strichpunktierten Linie dargestellt. Der Instrumentenbrettquerträger 10 ist im Instrumentenbrett 24 angeordnet. Der Instrumentenbrettquerträger 10 hält das Instrumentenbrett 24 und verstärkt die Karosserie 22.
Der Instrumentenbrettquerträger 10 ist zwischen den A-Säulen 23 angeordnet. Er erstreckt sich von einer A-Säule 23 zur anderen A-Säule 23. An beiden Enden wird der Instrumentenbrettquerträger 10 durch die A-Säulen 23 abgestützt.
Eine Lenkeinheit 26 ist an dem Teil 25 der Karosserie 22 vorgesehen, das am Fahrersitz liegt. Die Lenkeinheit 26 weist ein Lenkrad 26a, eine Lenkwelle 26b u. ä. auf.
Das Lenkrad 26a ist mit der Lenkwelle 26b gekoppelt. Wie 1 zeigt, ist die Lenkwelle 26b durch den Instrumentenbrettquerträger 10 abgestützt.
2 ist eine Perspektivansicht des Instrumentenbrettquerträgers 10. Wie zuvor beschrieben, ist der Instrumentenbrettquerträger 10 im Instrumentenbrett 24 vorgesehen. Im Instrumentenbrett 24 sind auch eine Klimaanlage und einige andere Komponenten vorgesehen.
Angesichts dessen ist der Instrumentenbrettquerträger 10 so gestaltet, dass er nicht die anderen Komponenten stört, die im Instrumentenbrett 24 enthalten sind.
3 ist eine explodierte Ansicht des Instrumentenbrettquerträgers 10. Gemäß 2 und 3 weist der Instrumentenbrettquerträger 10 ein erstes Rohr 30, ein zweites Rohr 40 und ein Verbindungselement 60 auf.
Der Instrumentenbrettquerträger 10 ist gebildet, wenn das Verbindungselement 60 das erste und zweite Rohr 30 und 40 miteinander koppelt. Gemäß 1 liegt beim Instrumentenbrettquerträger 10 das erste Rohr 30 am Fahrersitz (d. h. an der Lenkeinheit 26), und das zweite Rohr 40 liegt am Beifahrersitz (oder neben dem Beifahrersitz).
4 zeigt das Verbindungselement 60 und veranschaulicht, wie das Verbindungselement 60 das erste Rohr 30 und das zweite Rohr 40 koppelt.
Das erste Rohr 30 ist durch Strangpressen hergestellt. Gemäß 3 hat das erste Rohr 30 daher einen Querschnitt 31, der entlang seiner gesamten Achse A gleichmäßig ist, betrachtet man es in einer senkrechten Ebene zu seiner Achse A. Der Querschnitt 31 ist als erster Querschnitt in der Erfindung festgelegt. Das erste Rohr 30 ist aus Aluminium hergestellt.
Gemäß 1 bildet das erste Rohr 30 das Teil des Instrumentenbrettquerträgers 10, das am Fahrersitz liegt. Daher befestigt z. B. ein Stützelement (nicht gezeigt) die Lenkwelle 26b an einem Stützteil 32, das am ersten Rohr 30 befestigt ist.
Die Lenkwelle 26b der Lenkeinheit 26 sollte unter Sicherheitsaspekten möglichst steif abgestützt sein. Je steifer der Instrumentenbrettquerträger 10 ist, um so steifer kann er die Lenkwelle 26b abstützen.
Somit ist erwünscht, dass das Teil des Instrumentenbrettquerträgers 10, das die Lenkwelle 26b abstützt, möglichst steif sein sollte.
Daher hat das erste Rohr 30 einen ausreichend großen Querschnitt, um die Lenkwelle 26b steif abzustützen. Ferner ist das erste Rohr 30 so gestaltet, dass es nicht die anderen Komponenten (nicht gezeigt) stört, die das Instrumentenbrett 24 enthält.
In dieser Ausführungsform hat das erste Rohr 30 einen nahezu fünfeckigen Querschnitt gemäß 3, so dass das erste Rohr 30 nicht die anderen Komponenten im Instrumentenbrett 24 stören kann.
Das erste Rohr 30 hat eine erste Wand 33, eine zweite Wand 34, eine dritte Wand 35, eine vierte Wand 36 und die fünfte Wand 37. Die erste bis fünfte Wand 33, 34, 35, 36 und 37 sind zueinander benachbart und in 5 im Uhrzeigersinn angeordnet.
Die Innenfläche 33a der ersten Wand 33 ist eine Ebene, die parallel zur Achse A ist. Die Innenfläche 34a der zweiten Wand 34 ist eine Ebene, die parallel zur Achse A ist. Die Innenfläche 35a der dritten Wand 35 ist eine Ebene, die parallel zur Achse A ist. Die Innenfläche 36a der vierten Wand 36 ist eine Ebene, die parallel zur Achse A ist. Die Innenfläche 37a der fünften Wand 37 ist eine Ebene, die parallel zur Achse A ist.
Gemäß 1 ist das zweite Rohr 40 das Teil des Instrumentenbrettquerträgers, das am Beifahrersitz liegt. Das zweite Rohr 40 ist durch Strangpressen hergestellt. Daher hat das zweite Rohr 40 einen Querschnitt 41, der entlang seiner gesamten Achse B gleichmäßig ist, betrachtet man es in einer senkrechten Ebene zu seiner Achse B. Der Querschnitt 41 ist als zweiter Querschnitt in der Erfindung festgelegt. Das zweite Rohr 40 ist aus Aluminium hergestellt.
Das Teil des Instrumentenbrettquerträgers 10, das am Beifahrersitz liegt, beeinflusst die zum Abstützen der Lenkwelle 26 erforderliche Steifigkeit nicht so stark. Somit braucht der Querschnitt 41 des zweiten Rohrs 40 nicht so groß wie der Querschnitt 31 des ersten Rohrs 30 zu sein.
Wie zuvor beschrieben, ist der Querschnitt 41 des zweiten Rohrs 40 so gestaltet, dass er nicht die anderen Komponenten stört, die das Instrumentenbrett 24 enthält. In dieser Ausführungsform ist der Querschnitt 41 des zweiten Rohrs 40 gemäß 3 nahezu sechseckig, so dass das zweite Rohr 40 nicht die anderen Komponenten stören kann.
Der Querschnitt 41 des zweiten Rohrs 40 hat eine erste bis sechste Ecke 42, 43, 44, 45, 46 und 47. Das zweite Rohr 40 hat eine sechste Wand 48, eine siebente Wand 49, eine achte Wand 50, eine neunte Wand 51, eine zehnte Wand 52 und die elfte Wand 53.
Die sechste Wand 48 verbindet die erste Ecke 42 und die zweite Ecke 43 so, dass sie eine glatte Oberfläche bildet. Die Außenfläche 48a der sechsten Wand 48 erstreckt sich entlang der Achse B. Die siebente Wand 49 verbindet die zweite Ecke 43 und die dritte Ecke 44 so, dass sie eine glatte Oberfläche bildet. Die Außenfläche 49a der siebenten Wand 49 erstreckt sich entlang der Achse B.
Die achte Wand 50 verbindet die dritte Ecke 44 und die vierte Ecke 45 so, dass sie eine glatte Oberfläche bildet. Die Außenfläche 50a der achten Wand 50 erstreckt sich entlang der Achse B. Die neunte Wand 51 verbindet die vierte Ecke 45 und die fünfte Ecke 46 so, dass sie eine glatte Oberfläche bildet. Die Außenfläche 51a der neunten Wand 51 erstreckt sich entlang der Achse B.
Die zehnte Wand 52 verbindet die fünfte Ecke 46 und die sechste Ecke 47 so, dass sie eine glatte Oberfläche bildet. Die Außenfläche 52a der zehnten Wand 52 erstreckt sich entlang der Achse B. Die elfte Wand 53 verbindet die sechste Ecke 47 und die erste Ecke 42 so, dass sie eine glatte Oberfläche bildet. Die Außenfläche 53a der sechsten Wand 53 erstreckt sich entlang der Achse B.
Wie 4 zeigt, ist das Verbindungselement 60 in das erste Rohr 30 eingesetzt und nimmt das zweite Rohr 40 darin auf. Die Außenumfangsfläche des Verbindungselements 60 ist an der Innenumfangsfläche des ersten Rohrs 30 befestigt. Daher ist das zweite Rohr 40 im Verbindungselement 60 fixiert. Als Ergebnis sind das erste Rohr 30 und das zweite Rohr 40 durch das Verbindungselement 60 miteinander gekoppelt.
Gemäß 3 hat das Verbindungselement 60 ein erstes fixiertes Teil 61, ein zweites fixiertes Teil 62, ein drittes fixiertes Teil 63, ein viertes fixiertes Teil 64, ein erstes Koppelteil 65, ein zweites Koppelteil 66, ein drittes Koppelteil 67 und ein viertes Koppelteil 68.
5 ist eine Vorderansicht des Instrumentenbrettquerträgers 10 gemäß 4 im Blick entlang der Achse X des Verbindungselements 60, was später beschrieben wird. Gemäß 3 bis 5 sind das erste bis vierte fixierte Teil 61, 62, 63 und 64 nahezu in einem Kreis angeordnet und an der Innenfläche des ersten Rohrs 30 jeweils mit ihrer Oberfläche nach außen gedreht fixiert.
Das Verbindungselement 60 ist durch das erste bis vierte fixierte Teil 61, 62, 63 und 64 gebildet, die durch das erste bis vierte Koppelteil 65, 66, 67 und 68 gekoppelt sind.
Im Folgenden wird die Form des Verbindungselements 60 näher beschrieben. Das erste fixierte Teil 61 ist so angeordnet, dass es an der Innenfläche 33a der ersten Wand 33 des ersten Rohrs 30 fixiert ist. Das zweite fixierte Teil 62 ist so angeordnet, dass es an der Innenfläche 34a der zweiten Wand 34 des zweiten Rohrs 40 fixiert ist. Das dritte fixierte Teil 63 ist so angeordnet, dass es an der Innenfläche 36a der vierten Wand 36 des ersten Rohrs 30 fixiert ist. Das vierte fixierte Teil 64 ist so angeordnet, dass es an der Innenfläche 37a der fünften Wand 37 des ersten Rohrs 30 fixiert ist.
Das erste Koppelteil 65 koppelt das erste fixierte Teil 61 und das zweite fixierte Teil 62. Das zweite Koppelteil 66 koppelt das zweite fixierte Teil 62 und das dritte fixierte Teil 63. Das dritte Koppelteil 67 koppelt das dritte fixierte Teil 63 und das vierte fixierte Teil 64. Das vierte Koppelteil 68 koppelt das vierte fixierte Teil 64 und das erste fixierte Teil 61.
Das erste bis vierte Koppelteil 65, 66, 67 und 68 bilden eine Aufnahmeeinheit 70, die das erste Rohr 40 enthält.
Im Folgenden wird die Aufnahmeeinheit 70 näher beschrieben. Das erste Koppelteil 65 erstreckt sich von einem Ende des ersten fixierten Teils 61 nach innen. Das erste Koppelteil 65 erstreckt sich über einen vorbestimmten Abstand nach innen, ist an seinem Biegeteil 65a gebogen und ist dann mit dem Teil des zweiten fixierten Teils 62 verbunden, das zum ersten fixierten Teil 61 weist.
Das dritte Koppelteil 67 erstreckt sich über einen vorbestimmten Abstand von dem Ende des dritten fixierten Teils 63 nach innen, das am vierten fixierten Teil liegt, ist an seinem Biegeteil 67a gebogen, erstreckt sich weiter zum vierten fixierten Teil 64 und ist mit dem Teil des vierten fixierten Teils 64 verbunden, das zum dritten fixierten Teil 63 weist.
Das vierte Koppelteil 68 erstreckt sich über einen vorbestimmten Abstand von dem Teil des vierten fixierten Teils 64 nach innen, das am ersten fixierten Teil 61 liegt, ist an seinem Biegeteil 68a gebogen, erstreckt sich weiter zum ersten fixierten Teil 61 und ist mit dem Teil des ersten fixierten Teils 61 verbunden, das zum vierten fixierten Teil 64 weist.
Das Biegeteil 65a ist so geformt, dass es sich entlang der ersten Ecke 42 erstreckt, und stützt daher die erste Ecke 42 des zweiten Rohrs 40 ab. Das Koppelteil 66 ist so geformt, dass es sich entlang der zweiten Ecke 43 und der dritten Ecke 44 erstreckt, und stützt daher diese Ecken des zweiten Rohrs 40 ab. Das Biegeteil 67a ist so geformt, dass es sich entlang der fünften Ecke 46 erstreckt, und stützt daher die fünfte Ecke 46 ab. Das Biegeteil 68a ist so geformt, dass es sich entlang der sechsten Ecke 47 erstreckt, und stützt daher die sechste Ecke 47 ab.
Das erste bis dritte Biegeteil 65a, 67a und 68a sowie das zweite Koppelteil 66, die wie zuvor beschrieben geformt sind, bilden die Aufnahmeeinheit 70.
Das Biegeteil 65a ist zwischen dem ersten fixierten Teil 61 und dem zweiten fixierten Teil 62 angeordnet. Das zweite Koppelteil 66 ist zwischen dem zweiten fixierten Teil 62 und dem dritten fixierten Teil 63 angeordnet. Das Biegeteil 67a ist zwischen dem dritten fixierten Teil 63 und dem vierten fixierten Teil 64 angeordnet. Das Biegeteil 68a ist zwischen dem vierten fixierten Teil 64 und dem ersten fixierten Teil 61 angeordnet.
Das so gebildete Verbindungselement 60 hat einen Querschnitt, der entlang seiner gesamten Achse X gleichmäßig ist, betrachtet man es in einer senkrechten Ebene zur Achse X. Das Verbindungselement 60 ist z. B. durch Strangpressen geformt. Alternativ kann es durch Druckgießen oder Gießen hergestellt sein.
Im Folgenden wird erläutert, wie das erste Rohr 30 und das Verbindungselement 60 aneinander befestigt werden und wie das zweite Rohr 40 und das Verbindungselement 60 aneinander befestigt werden.
6 ist eine Schnittansicht des Instrumentenbrettquerträgers 10 an der Linie F6-F6 gemäß 5. 6 zeigt das erste Rohr 30, das zweite Rohr 40 und das Verbindungselement 60, das das erste und zweite Rohr 30 und 40 koppelt. Gemäß 6 wird das Verbindungselement 60 in das erste Rohr 30 so eingesetzt, dass es sich aus diesem Rohr 30 über einen Abstand L1 erstreckt. Der Abstand L1 beträgt z. B. etwa 10 mm.
Das erste Rohr 30 und das Verbindungselement 60 werden miteinander verschweißt und dadurch miteinander gekoppelt. 6 zeigt die erste Wand 33 und das erste fixierte Teil 61, die miteinander verschweißt sind, sowie die vierte Wand 36 und das dritte fixierte Teil 63, die miteinander verschweißt sind.
Wie 6 zeigt, wird das distale Ende 33b des ersten Rohrs 30 am Verbindungselement 60 fixiert. Beispielsweise wird das distale Ende 33b des ersten Rohrs 30 am Verbindungselement 60 so verschweißt, dass ein Schweißabschnitt 100 gebildet wird. Der Schweißabschnitt 100 ist ein Verbindungsabschnitt, der so in der Erfindung festgelegt ist. Die erste Wand 33 hat ein Durchgangsloch 80, das in dem Teil hergestellt ist, das das erste fixierte Teil 61 des Verbindungselements 60 überdeckt. Über dieses Loch 80 werden die erste Wand 33 und das erste fixierte Teil 61 miteinander verschweißt, wodurch ein Schweißabschnitt 101 gebildet wird. Der Schweißabschnitt 101 erstreckt sich in Axialrichtung des ersten Rohrs 30 und kann lang sein. Der Schweißabschnitt 101, d. h. das Durchgangsloch 80, kann in Umfangsrichtung des ersten Rohrs 30 verlängert sein, was 9 veranschaulicht. Ferner kann der Schweißabschnitt 101, d. h. das Durchgangsloch 80, eine Kombination aus einem sich in Axialrichtung des ersten Rohrs 30 erstreckenden Lochs und eines sich in Umfangsrichtung des ersten Rohrs 30 erstreckenden Lochs sein. Das Schweißen kann vorzugsweise MIG-Schweißen, WIG-Schweißen, Laserschweißen o. ä. sein.
Die zweite Wand 34 und das zweite fixierte Teil 62 werden verschweißt, die vierte Wand 36 und das dritte fixierte Teil 63 werden verschweißt, die fünfte Wand 37 und das vierte fixierte Teil können verschweißt werden, was auf die gleiche Weise geschieht, wie die erste Wand 33 und das erste fixierte Teil 61 verschweißt werden. Daher wird nicht erläutert, wie sie verschweißt werden.
Um das erste Rohr 30 und das zweite Rohr 40 ausreichend fest und stark zu koppeln, sollte das Verbindungselement 60 vorzugsweise um eine vorbestimmte Distanz in das erste Rohr 30 eingesetzt werden, z. B. 50 bis 100 mm.
Wie zuvor beschrieben, sollte sich das Verbindungselement 60 vorzugsweise aus diesem Rohr 30 z. B. etwa 10 mm erstrecken, so dass es wie gewünscht verschweißt werden kann. Somit sollte das Verbindungselement 60 z. B. 60 bis 110 mm lang sein, wobei es sich in Axialrichtung A erstreckt.
7 ist eine Perspektivansicht des ersten und zweiten Rohrs 30 und 40, die durch das Verbindungselement 60 gekoppelt sind, im Blick vom vierten fixierten Teil 64.
8 ist eine Schnittansicht des Instrumentenbrettquerträgers an der Linie F8-F8 gemäß 5. 8 zeigt, wie das zweite Rohr 40 und das Verbindungselement 60 miteinander verschweißt werden.
Gemäß 8 wird das zweite Rohr 40 in die Aufnahmeeinheit 70 so eingesetzt, dass es aus dem Verbindungselement 60 mit dem Abstand L1 vorsteht. Das zweite Rohr 40 und das Verbindungselement 60 werden verschweißt und dadurch aneinander befestigt.
Das Verbindungselement 60 wird mit dem zweiten Rohr 40 an beiden Enden in Axialrichtung beabstandet verschweißt. Dadurch werden die Enden 65b des Biegeteils 65a mit dem Teil des zweiten Rohrs 40 verschweißt, das nahe der ersten Ecke 42 liegt. Dadurch wird ein Schweißabschnitt 102 gebildet. Der Schweißabschnitt 102 ist ein Verbindungsabschnitt, der so in der Erfindung festgelegt ist. Die beiden Enden 65b des Biegeteils 67a werden mit dem Teil des zweiten Rohrs 40 verschweißt, das nahe der fünften Ecke 46 liegt, was den Schweißabschnitt 102 bildet.
Das zweite Koppelteil 66 und die siebente Wand 49 können verschweißt werden, und das Biegeteil 68a und das Teil des zweiten Rohrs 40, das nahe der sechsten Ecke 47 liegt, können auf die gleiche Weise verschweißt werden, wie das Biegeteil 65a mit dem Teil des zweiten Rohrs 40 verschweißt wird, das nahe der ersten Ecke 42 liegt. Daher wird nicht erläutert, wie sie verschweißt werden.
Gemäß 4, 5 und 7 sind der Schweißabschnitt 100 des ersten Rohrs 30 und Verbindungselements 60 sowie der Schweißabschnitt 102 des zweiten Rohrs 40 und Verbindungselements 60 in Umfangsrichtung E des Verbindungselements 60 abwechselnd angeordnet.
Im Folgenden wird diese Anordnung näher beschrieben. Wie 5 zeigt, liegt der Schweißabschnitt 102 des Biegeabschnitts 65a und der ersten Ecke 42 im Uhrzeigersinn D vorn bezogen auf den Schweißabschnitt 100 der ersten Wand 33 und des ersten fixierten Teils 61. Danach liegt der Schweißabschnitt 100 der zweiten Wand 34 und des zweiten fixierten Teils 62 im Uhrzeigersinn D vorn. Als nächstes liegt der Schweißabschnitt 102 des zweiten Koppelteils 66 und der siebenten Wand 49 im Uhrzeigersinn D vorn. Danach liegt der Schweißabschnitt 100 der vierten Wand 36 und des dritten fixierten Teils 63 im Uhrzeigersinn vorn. Weiterhin liegt der Schweißabschnitt 102 des teils des zweiten Rohrs 40, das nahe der fünften Ecke 46 vorhanden ist, und des Biegeteils 67a im Uhrzeigersinn vorn. Ferner liegt der Schweißabschnitt 100 der fünften Wand 37 und des vierten fixierten Teils 64 im Uhrzeigersinn vorn. Außerdem liegt der Schweißabschnitt 102 des Teils des zweiten Rohrs 40, das nahe der sechsten Ecke 47 vorhanden ist, und des Biegeteils 68a im Uhrzeigersinn vorn.
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung des Instrumentenbrettquerträgers 10 mit der zuvor beschriebenen Konfiguration erläutert.
Zunächst werden das erste Rohr 30, das zweite Rohr 40 und das Verbindungselement 60 gemäß 3 positioniert.
Als nächstes wird das zweite Rohr 40 in die Aufnahmeeinheit 70 des Verbindungselements 60 so eingesetzt, dass es aus der Einheit 70 etwa 10 mm vorsteht. Danach werden das Verbindungselement 60 und das zweite Rohr 40 miteinander verschweißt. Genauer gesagt wird das Teil des zweiten Rohrs 40, das nahe der ersten Ecke 42 liegt, mit dem Biegeabschnitt 65a verschweißt. Danach werden das zweite Koppelteil 66 und die siebente Wand 49 verschweißt. Ferner werden das zweite Koppelteil 66 und die siebente Wand 49 miteinander verschweißt. Das Teil des zweiten Rohrs 40, das nahe der fünften Ecke 46 liegt, wird mit dem Biegeteil 67a verschweißt. Das Teil des zweiten Rohrs 40, das nahe der sechsten Ecke 47 liegt, wird mit dem Biegeteil 68a verschweißt.
Danach wird gemäß 6 und 8 das Verbindungselement 60 in das erste Rohr 30 so eingesetzt, dass das Verbindungselement 60 aus dem ersten Rohr 30 etwa 10 mm vorsteht. Anschließend werden das erste Rohr 30 und das Verbindungselement 60 miteinander verschweißt.
Insbesondere werden die erste Wand 33 und das erste fixierte Teil 61 verschweißt. Die zweite Wand 34 und das zweite fixierte Teil 62 werden verschweißt. Die vierte Wand und das dritte fixierte Teil 63 werden verschweißt. Die fünfte Wand 37 und das vierte fixierte Teil 64 werden verschweißt.
Wie zuvor dargestellt, werden das zweite Rohr 40 und das Verbindungselement 60 miteinander verschweißt, und das erste Rohr 30 und das Verbindungselement 60 werden miteinander verschweißt. Als Ergebnis wird der Instrumentenbrettquerträger 10 hergestellt.
Im so hergestellten Instrumentenbrettquerträger 10 sind das erste Rohr 30 und das zweite Rohr 40 durch das Verbindungselement 60 miteinander gekoppelt. Somit braucht das offene Ende des ersten Rohrs 30 nicht verformt zu werden, damit es in das zweite Rohr 40 eingepasst werden kann. Unnötig ist auch, das offene Ende des zweiten Rohrs 40 zu verformen, damit das zweite Rohr 40 in das erste Rohr 30 eingepasst werden kann.
Muss das erste Rohr 30 oder das zweite Rohr 40 verformt werden, sollten das erste und zweite Rohr 30 und 40 ausreichend duktil sein, um so verformt zu werden. Ist dies der Fall, ist das Material des ersten und zweiten Rohrs 30 und 40 eingeschränkt.
In der Erfindung erübrigt sich durch den Gebrauch des Verbindungselements 60, das erste Rohr 30 oder das zweite Rohr 40 zu verformen. Dadurch können das erste und zweite Rohr 30 und 40 aus Aluminium hergestellt sein, das schlechte Duktilität hat, aber Leichtmetall ist.
Da das erste und zweite Rohr 30 und 40 aus Leichtmetall hergestellt werden können, kann der Instrumentenbrettquerträger 10 leicht sein. Anders gesagt besteht Freiheit bei der Auswahl von Materialien für das erste und zweite Rohr 30 und 40, und das Gewicht des ersten und zweiten Rohrs 30 und 40 lässt sich wirksam verringern.
Das erste und zweite Rohr 30 und 40 haben jeweils mehrere Oberflächen. Daher kann das erste Rohr 30 mit dem Verbindungselement 60 an mehr Stellen als sonst verschweißt werden. Ähnlich kann das zweite Rohr 40 mit dem Verbindungselement 60 an mehr Stellen als sonst verschweißt werden.
Beschreibungsgemäß sind ferner der Schweißabschnitt des ersten Rohrs 30 und Verbindungselements 60 sowie der Schweißabschnitt des zweiten Rohrs 40 und Verbindungselements 60 in Umfangsrichtung E des Verbindungselements 60 abwechselnd angeordnet. In einem solchen Aufbau können sie sehr steif sein. Das gilt auch dann, wenn das erste Rohr 30 und das zweite Rohr 40 an weniger Stellen verschweißt sind.
Weiterhin sind die Schweißabschnitte des ersten Rohrs 30 und Verbindungselements 60 sowie die Schweißabschnitte des zweiten Rohrs 40 und Verbindungselements 60 gemäß 5 nahezu in einem Kreis angeordnet, betrachtet man sie in Axialrichtung X des Verbindungselements 60. Das erste Rohr 30, das zweite Rohr 40 und das Verbindungselement 60 können fester als sonst gekoppelt sein.
Das erste und zweite Rohr 30 und 40 sowie das Verbindungselement 60 sind Aluminiumrohre, die alle durch Strangpressen hergestellt sind. Gebildet wird der Instrumentenbrettquerträger 10 durch Einsetzen des zweiten Rohrs 40 in die Aufnahmeeinheit 70 des Verbindungselements 60 und Verschweißen des zweiten Rohrs 40 und des Verbindungselements 60 miteinander sowie durch Einsetzen des Verbindungselements 60 in das erste Rohr 30 und Verschweißen des ersten Rohrs 30 und des Verbindungselements 60 miteinander.
Da das erste und zweite Rohr 30 und 40 sowie das Verbindungselement 60 durch Strangpressen hergestellte Aluminiumrohre sind, können diese Rohre 30 und 40 sowie das Verbindungselement 60 mit geringen Kosten hergestellt werden, und ihre Maßgenauigkeit kann verbessert sein.
Das heißt, der Instrumentenbrettquerträger 10 kann mit geringen Kosten hergestellt werden und kann verbesserte Maßgenauigkeit haben.
Anhand von 10 wird ein Instrumentenbrettquerträger 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die Komponenten, die denen der ersten Ausführungsform ähneln, tragen die gleichen Bezugszahlen und werden nicht beschrieben.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Form des Verbindungselements 60. In jeder anderen baulichen Hinsicht kann sie der ersten Ausführungsform ähneln.
Im Folgenden wird das Verbindungselement dieser Ausführungsform beschrieben. 10 ist eine Perspektivansicht des Verbindungselements 60 dieser Ausführungsform. Gemäß 10 sind das erste bis vierte fixierte Teil 61, 62, 63 und 64 miteinander verbunden, was ein Element mit einer glatten Oberfläche bildet.
Das so geformte Verbindungselement 60 kann durch Strangpressen hergestellt sein. Alternativ können die fixierten Teile jeweils mit den benachbarten mit Hilfe anderer Elemente verbunden sein.
Diese Ausführungsform erzielt die gleichen Vorteile wie die erste Ausführungsform. Zusätzlich kann diese Ausführungsform mit höherer Sicherheit hergestellt werden, da das Verbindungselement 60 weniger Ecken als in der ersten Ausführungsform hat.
In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen haben das erste Rohr 30 und das zweite Rohr 40 einen fünfeckigen Querschnitt bzw. einen sechseckigen Querschnitt. Ihre Querschnitte sind nicht auf diese beschränkt. Sie brauchen lediglich einen polygonalen Querschnitt zu haben.
Gewerbliche Anwendbarkeit
In der Erfindung ist das Material des ersten Rohrs und zweiten Rohrs nicht auf ein spezifisches beschränkt. Diese Rohre können aus leichtem Material hergestellt sein. Somit kann der Instrumentenbrettquerträger effektiv leicht sein.

Claims

Instrumentenbrettquerträger (10), der aufweist: ein erstes Rohr (30), das so konfiguriert ist, dass es eine Lenkeinheit (26) abstützt, und das einen ersten gleichmäßigen Querschnitt in Axialrichtung (A) im Blick in einer senkrechten Ebene zur Axialrichtung (A) hat; ein Verbindungselement (60), das in das erste Rohr (30) eingesetzt und am ersten Rohr (30) befestigt ist und das eine Aufnahmeeinheit (70) hat; und ein zweites Rohr (40), das in die Aufnahmeeinheit (70) des Verbindungselements (60) eingesetzt ist, am Verbindungselement (60) befestigt ist und einen zweiten gleichmäßigen Querschnitt in Axialrichtung (B) im Blick in einer senkrechten Ebene zur Axialrichtung (B) hat, wobei das Verbindungselement (60) derart angepasst ist, dass es in Umfangsrichtung (E) abwechselnd mit dem ersten Rohr (30) und dem zweiten Rohr (40) verschweißt ist.
Instrumentenbrettquerträger (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rohr (30) mehrere Innenflächen (33a, 34a, 35a, 36a, 37a) hat, die sich in Axialrichtung (A) des ersten Rohrs (30) erstrecken, und das zweite Rohr (40) mehrere Außenflächen (48a, 49a, 50a, 51a, 52a, 53a) hat, die sich in Axialrichtung (B) des zweiten Rohrs (40) erstrecken, um jeweilige polygonale Querschnitte zu bilden.
Instrumentenbrettquerträger (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein längliches Durchgangsloch (80) in mindestens einer der Innenflächen des ersten Rohrs (30) hergestellt ist und sich an der Außenumfangsfläche des ersten Rohrs (30) öffnet und das Verbindungselement (60) mit einem Rand des Durchgangslochs (80) verschweißt und am ersten Rohr befestigt ist.
Instrumentenbrettquerträger (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite Rohr (30, 40) aus Aluminium hergestellt ist.