DE60214659T2

DE60214659T2 - Gesamtstruktur eines Armaturenbrettes und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE60214659T2
Application number: DE60214659T
Authority: DE
Inventors: David Duchez
Original assignee: Faurecia Interieur Industrie SAS
Current assignee: Faurecia Interieur Industrie SAS
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2022-12-19
Also published as: EP1323624B1; FR2834271B1; ATE339342T1; JP2003231482A; FR2834271A1; DE60214659D1; EP1323624A1; US20030122404A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Gesamtstruktur eines Armaturenbrettes und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Einheit.
Herkömmlicherweise weist ein Armaturenbrett eines Kraftfahrzeuges eine metallische, längliche, im allgemeinen rohrförmige und Traverse genannte Struktur auf, die dazu bestimmt ist, das Untergestell des Fahrzeuges zu halten und als Stütze für Funktionselemente zu dienen, die man darüber befestigt, und sie ist allgemein dazu bestimmt, die Verformungen des Fahrzeugraumes zu begrenzen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Anzahl der Teile, welche die Struktur des Armaturenbrettes bilden, und die Anzahl der Zusammenbautätigkeiten zu reduzieren, um die Kosten, den Raumbedarf und das Gewicht einer solchen Struktur zu verringern.
Bestimmte, zur Zeit auf dem Markt befindliche Armaturenbrettstrukturen, siehe zum Beispiel das Dokument EP-A-1 186 516 Im Rahmen der Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 4, weisen keine metallische Traverse auf, die aus zwei rohrförmigen Abschnitten verschiedener Durchmesser, die Ende an Ende geschweißt, zusammengesetzt ist, um den Widerstand der Traverse an die Kräfte anzupassen, welche sie hinnehmen muß. Tatsächlich muß bei einem Unfall die Armaturenbrettstruktur unter anderem das Eindringen der Lenksäule und seiner Bestandteile in der Nähe des Fahrers in den Fahrzeugraum (Lenkrad, Airbag, technisches Kabel,..) begrenzen; also die Bestandteile, welche nur auf der Seite des Fahrers vorhanden sind. Wenn man einen Abschnitt der metallischen Traverse vorsieht, der auf der Seite des Fahrgastes einen geringeren Widerstand hat als auf der Seite des Fahrers, verringert man das Gewicht des Armaturenbrettes, ohne die Vorschriften zu vermindern. Ein solches Armaturenbrett mit metallischer, mechanisch geschweißter Traverse, die aus zwei rohrförmigen Abschnitten verschiedener Durchmesser zusammengesetzt ist, weist natürlich gegenüber herkömmlichen Armaturenbrettern ein verringertes Gewicht auf, erlaubt aber nicht, die Gesamtheit der durch die Erfindung ins Auge gefaßten Vorteile zu erhalten.
Übrigens wird insbesondere in der US-A-5,358,300 vorgeschlagen, die metallische, längliche Struktur wegzulassen und ein Armaturenbrett aus Kunststoffmaterial herzustellen, das man insbesondere durch den Zusammenbau mehrerer stark gerippter Schichten angepaßt hat, um die Kräfte aufzunehmen, welche herkömmlich durch die metallische, längliche Struktur aufgenommen werden. Ferner sind bestimmte Funktionselemente, wie zum Beispiel die Luftkanäle, integriert und nicht auf der Struktur des Armaturenbrettes angebracht. Eine solche Lösung erlaubt es jedoch gewiß, das Gewicht des Armaturenbrettes zu verringern, seinen Zusammenbau zu vereinfachen und seine Kompaktheit zu verbessern, sie ist jedoch komplex zu definieren, zu entwickeln und auszuführen, ohne deswegen denselben mechanischen Widerstand eines Armaturenbrettes zu schaffen, welches mit einer metallischen, länglichen Struktur versehen ist.
Um diesen verschiedenen Nachteilen abzuhelfen, schlägt die Erfindung vor, daß die Gesamtstruktur des Armaturenbrettes aufweist:

– eine metallische, längliche Struktur, die einen ersten Teil aufweist, der eine erste Dicke hat und einen zweiten Teil, der eine zweite Dicke hat, die kleiner als die erste ist, und
– ein Funktionsaufbauelement aus Kunststoffmaterial, das eine Luftleitung einschließt, die auf der länglichen, metallischen Struktur geformt ist.

Die metallische, längliche Struktur stellt den Hauptteil des mechanischen Widerstandes sicher. Ihr Widerstand ist in Funktion der verschiedenen Belastungsniveaus angepaßt, welchen sie auf ihrer Länge durch die Anwesenheit von zwei Teilen verschiedener Dicke unterworfen ist. Da das Funktionselement auf der länglichen Struktur abgeformt ist, bildet es mit dieser eine einstückige Gesamtheit derart, daß obendrein eine Luftfunktion integriert wird und sie ferner einen Teil der mechanischen Belastungen trägt, wodurch erlaubt wird, die Dicke der länglichen Struktur zu verringern.
Folglich ist das Gewicht des Armaturenbrettes reduziert. Obendrein sind der Raumbedarf des Armaturenbrettes und die Anzahl der Tätigkeiten des Zusammenbaus aufgrund der Tatsache reduziert, daß die Luft- und mechanische Funktion in dem abgeformten Funktionselement integriert sind.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Gesamtstruktur eines Armaturenbrettes. Nach der Erfindung weist das Verfahren die folgenden Schritte auf:

– Bilden einer metallischen Platte, um eine längliche Struktur herzustellen, die einen ersten Teil, der eine erste Dicke hat, und einen zweiten Teil aufweist, der eine zweite Dicke hat, die kleiner als die erste ist, und
– Abformen der länglichen Struktur mit dem Kunststoffmaterial, um ein Funktionselement aus Kunststoffmaterial zu erhalten, das mit der metallischen, länglichen Struktur formschlüssig verbunden ist.

Außer den zuvor genannten Vorteilen erlaubt diese Lösung aufgrund der Realisierung der länglichen Struktur durch Formung einerseits, den mechanischen Widerstand der länglichen Struktur auf ihrer Länge in Funktion der Belastungsniveaus, welchen sie unterworfen wird, relativ leicht anzupassen und andererseits relativ leicht die längliche Struktur, trotz des Vorhandenseins der zwei Teile unterschiedlicher Dicken, abzuformen.
Unter Formung muß man eine Tätigkeit des Prägedrucks, des Streckziehens, der Formarbeit oder dergleichen verstehen.
Nach einem komplementären Merkmal schlägt die Erfindung vor, daß man eine erste metallische Platte gesenkschmiedet, welche im wesentlichen die erste Dicke hat, und eine zweite metallische Platte, welche im wesentlichen die zweite Dicke aufweist, und man dann die erste und die zweite metallische Platte zusammenbaut, um die längliche Struktur zu realisieren, bevor sie abgeformt wird.
Als Variante schlägt die Erfindung vor, daß:

– man eine erste metallische Platte, welche die erste Dicke hat, und eine zweite metallische Platte, welche die zweite Dicke hat, in einer Gesenkeindrückung anordnet, wobei eine Verbindungszone ausgespart wird, in welcher sich die erste und die zweite metallische Platte überschneiden,
– man dann die erste und die zweite metallische Platte durch Verformung in der Verbin dungszone der ersten und zweiten metallischen Platte gleichzeitig prägt und zusammenfügt.

So vollzieht sich die Realisierung der länglichen Struktur, welche zwei unterschiedliche Dicken aufweist, in einer einzigen Tätigkeit. Der Zusammenbau kann insbesondere durch Stanzen, Zusammenpressen oder Kleben erhalten werden.
Nach einer anderen Variante schlägt die Erfindung vor, daß man ein Blech von im wesentlichen konstanter Dicke in einer Walzmaschine walzt, um die metallische Platte zu erhalten, welche in einer Zone im wesentlichen die erste Dicke und in einer zweiten Zone die zweite Dicke aufweist.
Diese Lösung erlaubt es, die längliche Struktur mit ihren unterschiedlichen Dicken sehr einfach zu erhalten. Dafür können die Zylinder der Walzmaschinen einen nicht kreisrunden Querschnitt aufweisen, der aus mehreren (mindestens zwei) kreisrunden Bögen mit verschiedenen Radien zusammengesetzt ist.
Die Erfindung wird aus der folgenden Beschreibung noch klarer, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gemacht ist, in welchen:
1 perspektivisch einen ersten Schritt eines Verfahrens nach der Erfindung darstellt,
2 eine perspektivische Ansicht entlang der mit II-II in 1 gezeichneten Ebene ist,
3 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Schrittes des Verfahrens ist,
4 eine perspektivische Ansicht einer Gesamtstruktur des Armaturenbrettes nach der Erfindung ist, welches während eines dritten Schrittes des Verfahrens erhalten wurde,
5 schematisch einen Schritt des Verfahrens nach der Erfindung zum Erhalten der metallischen länglichen Struktur zeigt.
1 zeigt eine metallische, längliche Struktur 2 des Fahrzeuges mit einem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt und zwei Teilen. Der eine 2a, der besonders stark ist, ist in der Figur links angeordnet und dazu bestimmt, gegenüber dem Fahrersitz angeordnet zu werden. Er weist im wesentlichen 40 % der Gesamtlänge der länglichen Struktur auf.
Der andere 2b, der leichter ist und in der Figur rechts angeordnet ist, ist dazu bestimmt, gegenüber dem Hauptteil der Mittelkonsole des Fahrzeuges und des Fahrgastes angeordnet zu werden. Er stellt im wesentlichen 60 % der Gesamtlänge der länglichen Struktur dar.
Diese zwei Teile 2a, 2b werden durch Formung, insbesondere durch Gesenkschmieden von metallischen Platten verschiedener Dicken derart erhalten, daß der starke Teil 2a eine Dicke E aufweist, die im wesentlichen zweimal größer als die des leichten Teils 2b ist. Vorzugsweise weist der starke Teil eine Dicke im wesentlichen zwischen 1 und 3 Millimetern auf, während der leichte Teil 2b eine Dicke im wesentlichen zwischen 0,3 und 2,5 Millimetern aufweist.
Die zwei Teile 2a, 2b der länglichen Struktur können in der Verlängerung des einen mit dem anderen nach Formung, durch Schweißen, insbesondere durch Punktschweißen, oder durch Kleben mit einer leichten Überlappung zusammengebaut werden.
Als Variante kann man den Zusammenbau der zwei Teile 2a, 2b der länglichen Struktur durch Stanzen oder Zusammenpressen zur selben Zeit wie das Gesenkschmieden der Platten, von denen sie hervorgehen, realisieren, nachdem sie in einer Verbindungszone 3, gewöhnlich Kragenziehen genannt, übereinander gelagert wurden.
Die zusammengebaute längliche Struktur erstreckt sich dann entlang einer Längsrichtung 8 zwischen zwei Enden 10a, 10b.
Die längliche Struktur 2 wird anschließend in eine Form eingeführt, in welcher sie durch Einspritzen mit Kunststoffmaterial bedeckt wird. Das erhaltene Werkstück 4a aus Kunststoffmaterial schließt die längliche Struktur 2 ein und integriert Stützen 12a, 12b, die an den Enden 10a, 10b angeordnet und dazu bestimmt sind, an dem Untergestell des Fahrzeuges befestigt zu werden, aber insbesondere eine lufttechnische Vorrichtung, welche Luftaustritte 16 für die Entfrostung, mittlere Leitungen 18a, 18b und seitliche Leitungen 20a, 20b aufweist.
Das Werkstück 4a bildet den Körper eines Strukturelementes 4 und bestimmt den unteren Teil des Funktionselementes 4, das außerdem einen oberen Teil 4b aufweist, welcher einen Deckel bildet, der den Körper 4a bedeckt.
Das Funktionselement 4 aus Kunststoffmaterial und die metallische, längliche Struktur 2 bilden eine Gesamtstruktur 1 eines Armaturenbrettes, die dazu bestimmt ist, die Verbindung zwischen dem Untergestell des Fahrzeuges über die Stützen 12a, 12b zu realisieren und zur Kraftaufnahme für ein Modul eines Airbags und als Stütze für eine Lenksäule und für das Armaturenbrett zu dienen.
In der Nähe der Verbindungszone 3 ist an dem starken Teil 2a der länglichen Struktur eine Strebe 22 befestigt, um einen Teil der Kräfte aufzunehmen, die durch die längliche Struktur ausgehalten werden, und sie der Struktur des Fahrzeuges über den Fußboden zu übertragen. Als Alternative könnte die Strebe 22 es gestatten, den Boden des Fahrzeuges mit Hilfe der Gesamtstruktur zu halten.
5 zeigt eine Variante zur Realisierung der länglichen Struktur 2, die darin besteht, ein metallisches Blech 24 von im wesentlichen konstanter Dicke zwischen zwei Walzen 26a, 26b einer Walzmaschine hindurchgehen zu lassen, von denen jede zwei kreisrunde Abschnitte 28a, 28b; 30a, 30b verschiedener Radien aufweist. So beträgt im Lauf der Drehung der Walzen der Abstand zwischen den Walzen nacheinander etwa E, dann e, derart, daß man eine Platte erhält, die in einem ersten Teil 32 die Dicke E aufweist, welche dem starken Teil 2a der länglichen Struktur entspricht, und in einem zweiten Teil 34 die Dicke e, welche dem leichten Teil 2b der länglichen Struktur entspricht. Bringt man anschließend die Platte in eine Gesenkeindrückungsform, so erhält man direkt die zwei Teile 2a, 2b der länglichen Struktur, die notwendigerweise miteinander formschlüssig sind, weil sie aus einem Material erhalten wurden.
Es versteht sich, daß die Erfindung keinesfalls auf die Ausführung beschränkt ist, die soeben als nicht beschränkendes Beispiel beschrieben wurde. So könnte man zur Realisierung der Struktur 2 die Durchführung eines Walzens zwischen zwei Walzen einer Walzmaschine vorsehen, von denen jede zwei Abschnitte von verschiedenem Durchmesser aufweist, die so angebaut sind, daß die Walzen zwischen sich einen Abstand aussparen, der auf einem Teil ihrer Länge im wesentlichen gleich e und auf einem anderen Teil ihrer Länge gleich E ist.
Man könnte diese Struktur ebenfalls in der Form eines Profilstahls realisieren, welcher auf seiner Länge zwei verschiedene Durchmesser aufweist.

Claims

Gesamtstruktur (1) eines Armaturenbrettes, gekennzeichnet durch: – eine metallische, längliche Struktur (2), die einen ersten Teil (2a) aufweist, der eine erste Dicke (E) hat, und einen zweiten Teil (2b), der eine zweite Dicke (e) hat, die kleiner als die erste ist, und – ein Funktionsaufbauelement (4) aus Kunststoffmaterial, das eine Luftleitung (20a, 20b) einschließt, die auf der länglichen, metallischen Struktur geformt ist.
Verfahren zur Herstellung einer Gesamtstruktur (1) eines Armaturenbrettes, das die folgenden Schritte aufweist: – Bilden einer metallischen Platte, um eine längliche Struktur (2) herzustellen, die einen ersten Teil (2a), der eine erste Dicke (E) hat, und einen zweiten Teil (2b) aufweist, der eine zweite Dicke (e) hat, die kleiner als die erste ist, und – Abformen der länglichen Struktur mit dem Kunststoffmaterial, um ein Funktionselement (4) aus Kunststoffmaterial zu erhalten, das mit der metallischen, länglichen Struktur formschlüssig verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine erste metallische Platte, die im wesentlichen die erste Dicke hat, und eine zweite metallische Platte, die im wesentlichen die zweite Dicke hat, gesenkschmiedet und dann die erste und die zweite metallische Platte zusammenfügt, um die längliche Struktur herzustellen, bevor sie abgeformt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß: – man eine erste metallische Platte, welche die erste Dicke hat, und eine zweite metallische Platte, welche die zweite Dicke hat, in einer Gesenkeindrückung anordnet, wobei eine Verbindungszone (3) ausgespart wird, in welcher sich die erste und die zweite metallische Platte überschneiden, – man dann die erste und die zweite metallische Platte durch Verformung in der Verbindungszone der ersten und zweiten metallischen Platte gleichzeitig prägt und zusammenfügt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Blech von im wesentlichen konstanter Dicke in einer Walzmaschine walzt, um die metallische Platte zu erhalten, welche in einer Zone (32) im wesentlichen die erste Dicke und in einer anderen Zone (34) die zweite Dicke aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine erste metallische Platte, welche im wesentlichen die erste Dicke hat, und eine zweite metallische Platte bildet, die im wesentlichen die zweite Dicke hat, und man dann die erste und die zweite metallische Platte durch Kleben zusammenfügt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine erste metallische Platte, die im wesentlichen die erste Dicke hat, und eine zweite metallische Platte bildet, die im wesentlichen die zweite Dicke hat, und man dann die erste und die zweite metallische Platte durch Schweißen zusammenfügt.