DE69827823T2 - Querträger für kraftfahrzeug - Google Patents
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Querträger zur Anordnung hinter dem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 (siehe zum Beispiel EP-A-0760330).
- Es ist bekannt, einen Querträger für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, der sich hinter einem Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs von einer Seite des Kraftfahrzeugs zur anderen Seite des Kraftfahrzeugs erstreckt, um ein Airbag-Gehäuse für einen Beifahrer des Kraftfahrzeugs abzustützen. Der als Tragelement wirkende Querträger kann den Kräften widerstehen, mit denen er durch einen im Airbag-Gehäuse angebrachten Airbag beaufschlagt wird.
- Die
DE 195 48 341 C1 offenbart eine starre Verbindung zur Überlappung von Kraftfahrzeugkarosserieteilen unter Verwendung radialer Verengungen innerhalb eines Außenkarosserieteils. Zum formschlüssigen Eingreifen in die Verengungen wird ein Innenteil ausgedehnt Dadurch wird ohne Beschädigung oder optische Beeinträchtigung ein Dachabschnitt mit einer A-Säule eines Kraftfahrzeugs verbunden, nachdem die beiden Teile außen lackiert worden sind. - Allerdings gibt die
DE 195 48 341 C1 keine Anweisungen darüber, wie die Bauteile an einem Querträger zur Anordnung hinter dem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs zu befestigen sind. - Bei bekannten Querträgeranordnungen besteht ein Problem darin, dass ihre Herstellung schwer und teuer ist.
- Gemäß der Erfindung wird dieses Problem durch einen Querträger zur Anordnung hinter dem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs mit dem Merkmal von Anspruch 1 gelöst.
- Der Querträger kann eine in der Nähe jedes Endes befestigte Halterung aufweisen, wobei die Halterungen zur Befestigung des Querträgers an einem Teil der Konstruktion des Kraftfahrzeugs verwendet werden, an der der Träger angeordnet ist.
- An dem Querträger kann ein Lenksäulenstützwinkel befestigt sein.
- Der Lenksäulenstützwinkel und eine der Halterungen können als ein einstückiges Bauteil ausgebildet sein.
- An dem Querträger kann ein Airbag-Gehäuse befestigt sein.
- Das Airbag-Gehäuse und eine der Halterungen können als ein einstückiges Bauteil ausgebildet sein.
- Als Alternative dazu kann das Airbag-Gehäuse ein getrenntes Bauteil sein, das unter Verwendung einer Gehäusehalterung am Querträger befestigt ist, wobei das Airbag-Gehäuse unter Verwendung eines Keilelements oder einer Schiene an der Gehäusehalterung befestigt ist. Das Airbag-Gehäuse könnte entweder vor oder nach der Befestigung der Gehäusehalterung am Querträger an der Gehäusehalterung befestigt werden.
- Das Airbag-Gehäuse und die Gehäusehalterung können durch ein Verriegelungselement dazwischen miteinander verriegelt sein.
- Das röhrenförmige Glied und das oder jedes Bauteil können aus verschiedenen Materialien hergestellt sein.
- Das röhrenförmige Glied kann aus Baustahlrohr hergestellt sein, und die Bauteile können aus einem Nichteisenmaterial, wie zum Beispiel einer Aluminiumlegierung, hergestellt sein.
- Die Bauteile können durch Extrudieren hergestellt werden.
- Das röhrenförmige Glied kann aus dünnwandigem Stahlrohr hergestellt sein.
- Zumindest eines der Bauteile kann aus extrudierter Aluminiumlegierung hergestellt sein.
- Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben; darin zeigen:
-
1 eine bildliche Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Querträgers; -
2 einen Querschnitt entlang der Linie X-X in1 ; -
3 eine bildliche Darstellung, die eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Querträgers zeigt; -
4 eine bildliche Darstellung einer kombinierten Lenksäule und Halterung in einem Vorbearbeitungszustand; und -
5 eine bildliche Seitenansicht eines über eine Gehäusehalterung an einem Querträger befestigten Airbag-Gehäuses. - Unter Bezugnahme auf die
1 und2 wird ein Querträger10 gezeigt, der ein längliches röhrenförmiges Glied9 umfasst, auf dem ein Paar Halterungen11 ,12 , ein Lenksäulenstützwinkel13 und ein Airbag-Gehäuse14 in Eingriff stehen. Der Querträger10 bildet eine Querträgeranordnung zum Anbringen hinter einem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs. - Das längliche röhrenförmige Glied
9 besteht aus dünnwandigem Stahlrohr und weist eine erste Halterung11 , die an einem Ende befestigt ist, und eine zweite Halterung12 , die am gegenüberliegenden Ende befestigt ist, auf. Die Halterungen11 ,12 weisen darin ausgebildete Öffnungen15A ,15B ;16A ,16B auf, durch die Schrauben gesteckt werden können, um das Tragelement10 mit einem Teil der Konstruktion des Kraftfahrzeugs zu verbinden, an der der Querträger10 angeordnet ist. - Die Halterungen
11 ,12 werden durch einen Extrusionsvorgang aus einer Aluminiumlegierung so hergestellt, dass eine lange Länge von extrudiertem Aluminium erzeugt wird, die das richtige Außen- und Innenprofil zur Bildung der Halterungen aufweist. Dann wird die Länge von extrudiertem Material in Längen geschnitten, die gleich der Breite jeder der Halterungen11 ,12 ist. Dies bietet eine sehr kostengünstige und kosteneffektive Art und Weise der Herstellung der Halterungen11 ,12 . - Der Lenksäulenstützwinkel wird durch Extrudieren aus einer Aluminiumlegierung hergestellt und weist mehrere Gewindeöffnungen
17A ,17B ,17C und17D auf, die dazu verwendet werden, die Lenksäule des Kraftfahrzeugs, an dem das Tragelement10 angeordnet ist, zu befestigen. - Das Airbag-Gehäuse
14 wird durch Extrudieren aus einer Aluminiumlegierung hergestellt und weist einen C-förmigen Hohlraum19 darin auf, in den eine Airbag-Anordnung angeordnet werden kann. - Zur Herstellung des Querträgers
10 wird ein röhrenförmiges Glied9 mit einer vorbestimmten Länge, Breite, Höhe und Wanddicke ausgewählt, um die gewünschten Festigkeits- und Durchbiegungseigenschaften für den gerade hergestellten strukturellen Träger bereitzustellen. Dann werden die an dem röhrenförmigen Glied9 zu befestigenden Bauteile daran angeordnet, wobei jedes der Bauteile eine Innenöffnung18 aufweist, die hinsichtlich ihrer Größe und Form der des röhrenförmigen Glieds9 entspricht, so dass sie mit einem kleinen Spielraum darauf angeordnet werden können. Dann werden die Halterungen11 ,12 , der Lenksäulenstützwinkel13 und das Airbag-Stützgehäuse14 zusammen mit dem röhrenförmigen Glied9 in eine Positioniervorrichtung angeordnet, um zu gewährleisten, dass die ordnungsgemäße Beabstandung und Ausrichtung erreicht werden. - Dann werden die Enden des röhrenförmigen Glieds
9 verschlossen, so dass einem Ende des röhrenförmigen Glieds Fluid zugeführt werden kann und das Innere des röhrenförmigen Glieds durch eine (nicht gezeigte) Pumpe mit Druck beaufschlagt wird, wodurch der Druck des im röhrenförmigen Glied9 enthaltenen Fluids erhöht wird. - Durch Erhöhen des Fluids im röhrenförmigen Glied
9 wird bewirkt, dass es sich plastisch verformt, wodurch Expansion verursacht wird, die dazu führt, dass das röhrenförmige Glied9 mit den darauf angeordneten Bauteilen11 ,12 ,13 und14 in Presspassung tritt. Wenn der Druck ausreichend erhöht wird, wird darüber hinaus ein leichtes Ausbauchen des röhrenförmigen Glieds9 auf beiden Seiten jedes der Bauteile bewirkt, wodurch sie sowohl in Axial- als auch in Längsrichtung an dem röhrenförmigen Glied9 befestigt werden. - Dann wird der Druck im röhrenförmigen Glied
9 verringert, aber aufgrund der plastischen Verformung bleibt das röhrenförmige Glied9 in einem Presspassungszustand bezüglich der Bauteile11 ,12 ,13 ,14 , so dass die Bauteile durch den gegenseitigen Eingriff einer leichten Spannung ausgesetzt sind und das röhrenförmige Glied9 aufgrund des gegenseitigen Eingriffs einer kleinen Drucklast ausgesetzt ist. - Solch eine Verformung durch Druckbeaufschlagung wird oftmals als Innenhochdruckformen bezeichnet.
- Es versteht sich somit, dass Bauteile aus verschiedenen Materialen auf eine einfache und kostengünstige Weise aneinander befestigt worden sind, ohne dass Schweißen oder Verkleben erforderlich sind.
- Unter Bezugnahme auf die
3 und4 wird ein Querträger110 gezeigt, der in vielerlei Hinsicht dem zuvor beschriebenen Tragelement entspricht und bei dem gemeinsame Teile die gleiche Bezugszahl plus 100 erhalten haben. - Der Querträger
110 umfasst ein längliches röhrenförmiges Glied109 , auf dem mehrere Bauteile111 ,114 und120 in Eingriff stehen. Die Bauteile111 ,114 und120 sind auf die gleiche Weise wie zuvor beschrieben am Rohr befestigt, das heißt das röhrenförmige Glied109 wird durch Pumpen von Fluid in seinen Innenraum mit Druck beaufschlagt, wodurch es plastisch verformt wird, um die Bauteile111 ,114 und120 daran zu befestigen. - Die erste Halterung
111 entspricht der zuvor beschriebenen und weist zwei Befestigungslöcher115A und115B auf, die zur Befestigung der Halterung an einem Teil der Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs verwendet werden. - Das Airbag-Gehäuse
114 ist mit dem unter Bezugnahme auf1 beschriebenen identisch. - Das zweite Befestigungsglied
112 und das Lenksäulenstützglied123 unterscheiden sich von dem zuvor beschriebenen darin, dass sie als eine einstückige Anordnung120 aus einem einzigen Aluminiumextrudat hergestellt sind. Das Extrudat ist so hergestellt, dass es nach maschineller Bearbeitung nicht nur die Lenksäulenstütze123 , sondern auch die Halterung122 bereitstellen kann, wobei ein Brückenteil124 als ein integraler Teil davon geformt ist. - Wie zuvor beschrieben, enthält das Lenksäulenstützglied
123 mehrere Gewindeöffnungen117A ,117B ,117C und117D , die zur Befestigung der Lenksäule an dem Stützglied123 , verwendet werden, und zwei Öffnungen116A und116B in der Halterung122 , die zur Befestigung der Halterung an einem Teil der Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs verwendet werden. - Durch Kombinieren der Halterung
122 mit dem Lenksäulenstützglied123 wird die Torsionssteifigkeit des Lenksäulenglieds123 bezüglich der Halterung122 erhöht. Durch Verwendung eines einzigen Aluminiumextrudats, das zweckmäßigerweise so maschinell bearbeitet werden kann, dass es beide Bauteile bereitstellt, werden darüber hinaus sowohl die Herstellungsgenauigkeit als auch die Herstellungskosten verringert. - Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf aus extrudiertem Aluminium hergestellte Bauteile beschrieben worden ist, versteht sich, dass sie auch zur Befestigung von Bauteilen verwendet werden könnte, die aus anderen Nichteisenmaterialien oder anderen Materialen, wie zum Beispiel verstärktem Kunststoff, bestehen, oder durch ein anderes Verfahren hergestellt werden könnte. Zum Beispiel könnten Bauteile aus Magnesiumlegierung oder aus geformtem kohlefaserverstärkten Verbundwerkstoff hergestellt sein, und das Rohr könnte aus einer Aluminiumlegierung hergestellt sein.
- Darüber hinaus versteht sich, dass das Airbag-Gehäuse
14 ,114 als ein einstückiges Glied mit einer der Halterungen geformt werden könnte, ähnlich wie das Lenksäulenglied123 als ein einstückiges Glied mit der Halterung122 geformt worden ist. - Weiterhin versteht sich, dass mehr als ein Airbag-Gehäuse
14 ,114 durch ein einziges röhrenförmiges Glied9 ,109 gestützt werden könnte. - Für Fachleute versteht sich, dass die hohen Verformungsdrücke, die an der Bereitstellung der Presspassung gemäß dem obigen Verfahren beteiligt sind, zu Bruch-, Berst- oder Rissproblemen führen können, wenn keine ausreichende Abstützung für die verschiedenen Bauteile vorgesehen ist oder diese Bauteile eine ungenügende Festigkeit aufweisen, einer solchen Verformung zu widerstehen. Somit weisen zum Beispiel in den Zeichnungen gezeigte Hohlräume
50 ,51 ;150 ,151 mindestens eine dünne Wand auf, die aufgrund der im Glied9 ;109 vorliegenden Drücke bersten kann, und zwar insbesondere, wenn bereits bestehende Materialfehler, wie zum Beispiel Risse usw., vorhanden sind. Um diesem Problem abzuhelfen, können diese Hohlräume beseitigt oder gefüllt werden, wie in den Zeichnungen bezüglich der Halterungen12 und122 dargestellt. Normalerweise versteht sich jedoch, dass die ganze Anordnung, einschließlich des Tragelements10 oder110 , in einem umhüllenden Werkzeug gehalten wird, um durch Druck erzeugte Verformung und somit das Potential für Bersten/Reißen zu begrenzen. - Leider versteht sich, dass bei einem umhüllenden Werkzeug relativ großen oder komplexen Bauteilen, wie zum Beispiel einem Airbag-Gehäuse, schwer Rechnung getragen werden kann, sowohl in technischer Hinsicht bei der Bereitstellung von Abstützung als auch hinsichtlich akzeptabler Werkzeugkosten. Somit wird weiterhin gemäß der vorliegenden Erfindung, und wie in
5 dargestellt, bevorzugt, eine Gehäusehalterung201 mit weniger komplexem Profil bereitzustellen, die an einem länglichen Glied202 befestigt ist. Die Halterung201 ist durch Presspassung gemäß dem oben Erwähnten und der Beschreibung am länglichen Glied202 befestigt. - Die Gehäusehalterung enthält eine Keilschiene
203 , auf der ein Airbag-Gehäuse204 nach der Befestigung der Halterung201 an dem Glied202 angebracht wird. Das Gehäuse204 wird normalerweise entlang der Schiene203 geschoben und durch einen Verriegelungsstift205 oder einen Klebstoff oder eine andere geeignete Technik in Position verriegelt. - Es versteht sich, dass die Gehäusehalterung
201 im Vergleich zu dem Airbag-Gehäuse204 ein weit reduziertes und weniger komplexes Profil aufweist. Somit wird die Komplexität eines stützenden und umhüllenden Werkzeugs zur Begrenzung von Presspassungsverformung unter Druck verringert. Unter solchen Umständen ist es einfacher und kostengünstiger, ein angemessenes Werkzeug bereitzustellen, um Bersten oder Bruch der Gehäusehalterung201 und des länglichen Glieds202 unter Druck zu verhindern.
Claims (13)
- Querträger (
10 ) zur Anordnung hinter dem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs, der ein längliches röhrenförmiges Glied (9 ;109 ;202 ) mit mindestens einem daran befestigten Bauteil (11 ,12 ,13 ,14 ;111 ,122 ,123 ,114 ;201 ) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil eine entsprechende Öffnung (18 ,118 ) darin aufweist und auf dem röhrenförmigen Glied (9 ;109 ;202 ) angeordnet ist und das röhrenförmige Glied (9 ;109 ;202 ) durch Fluiddruck plastisch verformt wird, um das röhrenförmige Glied (9 ;109 ;202 ) in Eingriff mit dem Bauteil (11 ,12 ,13 ,14 ;111 ,122 ,123 ,114 ;201 ) zu bringen, um dazwischen eine Presspassung zu bilden. - Querträger (
10 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (10 ) eine Halterung (11 ,12 ;111 ,112 ) aufweist, die in der Nähe jedes Endes befestigt ist, wobei die Halterungen (11 ,12 ;111 ,112 ) zur Befestigung des Querträgers (10 ) an einem Teil der Konstruktion des Kraftfahrzeugs, an der der Träger angeordnet ist, verwendet werden. - Querträger (
10 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er einen daran befestigten Lenksäulenstützwinkel (13 ;123 ) aufweist. - Querträger (
10 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenksäulenstützwinkel (123 ) und eine der Halterungen (112 ) als ein einstückiges Bauteil ausgebildet sind. - Querträger (
10 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass er ein daran befestigtes Airbag-Gehäuse (14 ;114 ;204 ) aufweist. - Querträger (
10 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Airbag-Gehäuse und eine der Halterungen als ein einstückiges Bauteil ausgebildet sind. - Querträger (
10 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Airbag-Gehäuse ein getrenntes Bauteil ist, das über eine an dem röhrenförmigen Glied befestigte Gehäusehalterung an dem röhrenförmigen Glied befestigt ist. - Querträger (
10 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das röhrenförmige Glied (9 ;109 ;202 ) und das oder jedes Bauteil (11 ,12 ,13 ,14 ;111 ,122 ,123 ,114 ;201 ) aus verschiedenen Materialien hergestellt sind. - Querträger (
10 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das röhrenförmige Glied (9 ;109 ;202 ) aus Baustahlrohr hergestellt ist und die Bauteile (11 ,12 ,13 ,14 ;111 ,122 ,123 ,114 ;201 ) aus Nichteisenmaterial hergestellt sind. - Querträger (
10 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile (11 ,12 ,13 ,14 ;111 ,122 ,123 ,114 ;201 ) durch Extrudieren hergestellt sind. - Querträger (
10 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das röhrenförmige Glied aus dünnwandigem Stahlrohr hergestellt ist. - Querträger (
10 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Bauteile aus extrudierter Aluminiumlegierung hergestellt ist. - Kraftfahrzeug mit einem Querträger (
10 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
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