WO2024038194A1

WO2024038194A1 - Instrumententafelträger

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Publication number: WO2024038194A1
Application number: PCT/EP2023/072837
Authority: WO
Inventors: Alexander GÜNTHER; Dominik Tentscher
Original assignee: Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh
Priority date: 2022-08-18
Filing date: 2023-08-18
Publication date: 2024-02-22
Also published as: DE102022120872B3

Abstract

Beschrieben ist ein Instrumententafelträger für ein Kraftfahrzeug mit einer sich zwischen zwei Anbindungspunkten erstreckenden Trägerstruktur (2), wobei - die Trägerstruktur (2) als offene Halbschalenstruktur mit zwei seiner Längserstreckung folgenden, durch einen Steg (8) voneinander beabstandeten und durch diesen miteinander verbündenden Gurten (6, 7), durch welchen Steg (8) ein Längsseitenrand des einen Gurtes (6) mit dem gleichseitigen Längsseitenrand des anderen Gurtes (7) verbunden ist, und - die Querschnittsausbildung der Trägerstruktur (2) in denjenigen Trägerstrukturabschnitten, an die ein erstes Anforderungsprofil gestellt sind, sich durch • die Steghöhe, • die Stegprofilierung, • die Gurtbreite zumindest eines Gurtes, • die Gurtprofilierung zumindest eines Gurtes, • die Raumlage der Gurte zueinander, • die geometrische Ausgestaltung des Überganges zwischen Steg 8 und Gurt und/oder • die Materialstärke von denjenigen anderer Trägerstrukturabschnitte mit einem anderen Anforderungsprofil unterscheidet. dadurch gekennzeichnet, dass die Steghöhe der Trägerstruktur (2) in dem Trägerstrukturabschnitt (B, I) zwischen einem Anbindungsabschnitt (A, J) und dem benachbarten Trägerstrukturabschnitt (C, H) in einem Übergangsabschnitt zur benachbarten Trägerstrukturabschnitt hin abnimmt, und wobei ein mittlerer Trägerstrukturabschnitt (F) gegenüber einem benachbarten Trägerstrukturabschnitt (H) in x-Richtung, bezogen auf die Fahrzeugrichtung, versetzt ist und zwischen diesen beiden Trägerstrukturabschnitten (F, H) ein S-förmig gekrümmter Übergangsträgerstrukturabschnitt G vorgesehen ist, in dem zumindest ein Gurt (6, 7) durch einen längsseitig abgekanteten Schenkel (13, 13.1) eine Gurtprofilierung aufweist.

Description

Instrumententafelträger

Die Erfindung betrifft einen Instrumententafelträger für ein Kraftfahrzeug mit einer sich zwischen zwei Anbindungspunkten erstreckenden Trägerstruktur gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Instrumententafelträger dienen zum Anbringen von Komponenten, wie beispielsweise Instrumenten, Geräten sowie der Lenksäule in einem Fahrzeug. Ein solcher Instrumententafelträger ist zwischen zwei Säulen der Fahrzeugkarosserie, und zwar typischerweise den A-Säulen eingebaut. Zum Anschließen an die A-Säulen verfügt der Instrumententafelträger über entsprechend ausgelegte mechanische Anschlussstücke an seinen beiden Enden. Maßgeblicher Bestandteil eines solchen Instrumententafelträgers ist eine sich zwischen den Anbindungspunkten erstreckende Trägerstruktur. An diese können Streben oder Stützen zum chassisseitigen Abstützen der Trägerstruktur zwischen den beiden endseitigen Anbindungspunkten angeschlossen sein, wie etwa Tunnelstützen.

Die Anforderungen an einen solchen Instrumententafelträger sind vielfältig. Ausgelegt ist ein solcher Instrumententafelträger hinsichtlich der an diesen gestellten mechanischen Anforderungen, damit die im Falle eines Frontaloder Seitenaufpralls relevanten Lastpfade für eine möglichst optimale Lastverteilung bereitgestellt sind. Zudem dient der Instrumententafelträger zum Verhindern von Intrusionen in die Fahrgastzelle. Ferner muss ein solcher Instrumententafelträger eine hinreichend hohe Steifigkeit aufweisen, da an diesen weitere Komponenten angeschlossen werden und diese weiteren Komponenten nicht nur mechanisch, sondern auch schwingungsfrei gehalten werden sollen. Schließlich soll diese Baugruppe sich nicht nachteilig auf die hör- oder spürbaren Schwingungen im Kraftfahrzeug auswirken und somit ein günstiges NVH-Verhalten (Noise, Vibration, Harshness) aufweisen. Zu den an einen solchen Instrumententafelträger bzw. seine Trägerstruktur angeschlossenen Komponenten gehören unter anderem die Instrumententafelverkleidung, die Lenksäule, das Heiz-Klimagerät sowie Displays, wie das Head-Up-Display oder auch ein direkt ablesbares Display, wie beispielsweise ein Zentraldisplay. Aus EP 1 544 086 A1 ist ein einschaliger Instrumententafelträger bekannt. Im Unterschied zu zweischaligen Trägerstrukturen, weist dieser Instrumententafelträger nur eine einzige, seiner Längserstreckung folgende Fügestelle auf. Dadurch ist der Fügeaufwand reduziert. Nachteilig ist jedoch, dass zum Herstellen eines solchen einschaligen Instrumententafelträgers die Blechplatine zur Ausbildung des Hohlprofiles dergestalt umgeformt werden muss, um die im Bereich einer Kantenausbildung vorgesehenen Fügeflansche zu erzeugen, dass dieser eine einheitliche, sich über die gesamte Längserstreckung des Instrumententafelträgers erstreckende Biegelinie aufweisen muss. Dadurch sind die Designfreiheiten hinsichtlich der Auslegung eines solchen Instrumententafelträgers bzw. seiner Trägerstruktur begrenzt.

Bekannt sind auch Instrumententafelträger mit einer Trägerstruktur in offener Schalenbauweise. Ein solcher Träger ist beispielsweise aus EP 1 350 71 1 A1 bekannt. Um die erforderlichen Festigkeits- und Steifigkeitsanforderungen zu erfüllen, sind in diese aussteifende Kunststoffstrukturen eingespritzt. Nachteilig bei einem solchermaßen konzipierten Instrumententafelträger ist aufgrund der erforderlichen unterschiedlichen Prozessschritte der Herstellungsaufwand. Zudem sind Bauteile mit einem Materialmix - Metall und Kunststoff - aufgrund des Mehraufwandes zum Trennen dieser Materialien beim Recycling unerwünscht.

DE 10 2006035217 A1 betrifft eine Cockpitbaugruppe für ein Kraftfahrzeug und die Bereitstellung einer konstruktiv vorgegebenen Abstützung für funktionelle Einrichtungen in der Cockpitbaugruppe. Die Cockpitbaugruppe umfasst einen Gusslegierungshauptträger, ein dazwischenliegendes Stützelement aus Kunststoff und ein Armaturenbrett. Der Gusslegierungshauptträger erstreckt sich quer zum Fahrzeug und stellt Befestigungseinrichtungen bereit. Das Zwischenstützelement bietet den verschiedenen Komponenten der Cockpitbaugruppe strukturelle Unterstützung und ist mit dem Träger durch Formen des Kunststoffs um die Befestigungseinrichtungen herum verbunden. Die Strukturierung des Gusslegierungshauptträgers ist hinsichtlich seiner Formgebung an die daran anzuschließenden Komponenten förmlich angepasst. DE 10 2004018897 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Querträgers für eine Fahrzeugkarosserie mit einem U-Querschnitt, der in einem Arbeitsgang mit den Befestigungsflanschen an jedem Ende warmgepresst wird. Die Flansche sind so geformt, dass sie die vertikalen Rahmen der Karosserie zu einer stoßabsorbierenden Struktur ohne Schwachstellen verbinden. Der Querträger kann aus zwei Teilstücken bestehen, die in einem Mittelteil verbunden sind.

Aus DE 10 2013 100 720 A1 ist ein Querträger zur Anordnung an einem Stoßfängersystem für ein Kraftfahrzeug bekannt. Der Querträger umfasst ein einteiliges, offenes Profilteil aus einheitlichem Material, das einen U-förmigen Querschnitt zur Begrenzung einer ersten Öffnung aufweist. Das Profilteil weist eine in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs gerichtete Wölbung auf und umfasst einen Mittelbereich mit einer zweiten Öffnung, die in Fahrtrichtung nach hinten gerichtet ausgebildet ist, und Endbereiche, die jeweils einen Befestigungsbereich für eine Crashbox aufweisen und bei denen die erste Öffnung in Fahrtrichtung nach vorne gerichtet ausgebildet ist.

DE 101 50 061 A1 betrifft einen Metall-Kunststoff- Hybridträger. Der hybride Metall-Kunststoff- Hybridträger für ein Frontmodul eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Automobils, besteht aus einem metallischen Verstärkungselement mit U-förmigem Querschnitt mit einem vertikalen Abschnitt und zwei Flanschabschnitten, deren freie Kanten im mittleren Bereich der Einheit durch eine metallische Verbindungswand miteinander verbunden sind. Über diesem Bereich weist das untere Flanschteil einen Spalt auf.

Wünschenswert wäre es, wenn im Zuge einer Material- bzw. Ressourceneinsparung die Trägerstruktur eines solchen Instrumententafelträgers leichtgewichtiger und auch mit einem geringeren Energieeinsatz hergestellt werden könnte.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch einen eingangs genannten, gattungsgemäßen Instrumententafelträger, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Bei diesem Instrumententafelträger ist seine Trägerstruktur als offene Halbschalenstruktur konzipiert. Hierzu hat man sich von der herrschenden Lehre zunächst lösen müssen, gemäß der eine solche Trägerstruktur nur dann den gestellten Anforderungen genügt, wenn diese durch ein Schließblech oder eine zweite Schale zu einem Hohlprofil komplettiert wird oder in die offene Trägerstruktur Versteifungsstrukturen aus Kunststoff eingespritzt werden. Die Trägerstruktur des erfindungsgemäßen Instrumententafelträgers ist durch zwei der Längserstreckung derselben folgende Gurte und einen diese Gurte verbindenden Steg gebildet. Durch den Steg sind die Gurte voneinander beabstandet. Der Steg verbindet die beiden Gurte an ihrem in dieselbe Richtung weisenden Längsseitenrand. Ausgenutzt wird bei dem erfindungsgemäßen Instrumententafelträger, dass unterschiedliche Trägerstrukturabschnitte der Trägerstruktur unterschiedlichen Anforderungsprofilen unterworfen sind. Beispielsweise sind an denjenigen Trägerstrukturabschnitt, an den die Lenksäule anzuschließen ist, höhere Festigkeitsund Steifigkeitsanforderungen gestellt als in einem Trägerstrukturabschnitt, der sich über den Beifahrerbereich erstreckt. Entsprechendes gilt auch für Übergänge zwischen zwei Trägerstrukturabschnitten, etwa dadurch, dass zwei Trägerstrukturabschnitte versetzt zueinander angeordnet sind, beispielsweise in x- und/ oder in z-Richtung. Die in diesen Ausführungen angegebenen Richtungen x-Richtung und z-Richtung sind die fahrzeugtypischen Richtungen. Die x-Richtung verläuft in Längsrichtung des Fahrzeuges. Die z-Richtung ist die Hochrichtung.

Trägerstrukturübergangsabschnitte befinden sich mitunter im mittleren Bereich einer solchen Trägerstruktur, um diese um ein fahrzeugseitiges Aggregat herumzuführen, beispielsweise ein Heiz-Klimagerät. Bei dem erfindungsgemäßen Instrumententafelträger wird über die geometrische Auslegung der Trägerstruktur in seinen bezüglich des Anforderungsprofils unterschiedlichen Trägerstrukturabschnitten die jeweilige Querschnittsgeometrie so ausgelegt, dass diese dem jeweiligen Anforderungsprofil genügt. Bei einem solchen Anforderungsprofil handelt es sich typischerweise um Festigkeit, Steifigkeit, Verwindungssteifigkeit und/oder Schwingungsverhalten. Beeinflusst werden können diese Faktoren durch die Steghöhe, mithin durch den Abstand der Gurte voneinander, durch eine Stegprofilierung, durch die Breite der Gurte, wobei die beiden Gurte durchaus eine unterschiedliche Breite aufweisen können, durch eine Gurtprofilierung, etwa durch Vorsehen eines abgekanteten Schenkels am längsseitigen Ende, durch die Gestaltung des Überganges vom Steg in den jeweiligen Gurt, beispielsweise über den gewählten Radius, die Materialstärke in einem Trägerstrukturabschnitt und/oder durch die Raumlage der Gurte zueinander. Diese müssen nicht parallel zueinander ausgerichtet sein. Durchaus möglich ist eine Ausgestaltung, bei der durch die Raumlage der Gurte der von diesen eingefasste Raum in Richtung zur Öffnung der Trägerstruktur hin größer wird. Wie bereits vorstehend angemerkt, kann die Breite der Gurte unterschiedlich ausgebildet sein. Dieses erlaubt eine Auslegung derart, dass einer der beiden Gurte in einem Abschnitt ausgeklinkt sein kann. Dieses kann ganz oder in Bezug auf die Gurtbreite teilweise erfolgen. Wird ein solcher Gurt in einem Abschnitt und somit partiell in Bezug auf die Längser- streckung der Trägerstrucktur insgesamt ausgeklinkt, ist damit auch der typischer Weise gerundete Übergangsbereich zwischen dem Steg und diesem Gurt entfernt. Dieses kann zum Anpassen der Trägerstruktur des Instrumententafelträgers an bestimmte Konfigurationen des Einbauraumes o- der für den Anschluss einer Anbaukomponente erforderlich bzw. sinnvoll sein. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Übergang von dem Steg in die jeweilige Gurtbasis und somit die grundsätzliche Struktur der Trägerstruktur erhalten bleibt. Gleichermaßen kann ein solcher Gurt Einschnitte aufweisen ebenso wie dass in diesen Durchbrechungen eingebracht sind. Weist die Trägerstruktur in unterschiedlichen Trägerstruk- turabschnitten unterschiedliche Materialstärken auf, wird dem Umformprozess, mit dem eine Platine in die Halbschalenstruktur gebracht wird, eine TWB-Platine (Tailored Welded Blank) oder eine TRB-Platine (Tailored Rolled Blank) oder eine Art Patchworkausbildung verwendet.

Damit steht eine Vielzahl an Möglichkeiten bereit, auf die Festigkeit, die Steifigkeit und andere Eigenschaften der einzelnen Trägerstrukturabschnitte einzuwirken. Welche dieser Maßnahmen alleine oder in Kombination miteinander eingesetzt werden, liegt im Ermessen des Fachmannes und ist abhängig von dem an jeden Trägerstrukturabschnitt gestellten Anforderungsprofil. Es steht im Wissen eines Fachmannes, dass er weiß, wel- chen Einfluss eine Erhöhung bzw. Verringerung der Steghöhe, eine Profilierung derselben, eine Vergrößerung oder Verringerung der Gurtbreite (eines oder beider Gurte), die Raumlage der Gurte zueinander, die geometrische Auslegung der Übergänge zwischen einem Steg und den angrenzenden Gurten sowie die Materialauswahl und die Materialdicke hat.

Es war überraschend festzustellen, dass trotzt Abkehr von der herrschenden Lehre, wie eine solche Trägerstruktur ausgebildet sein müsse, durch entsprechende Auslegung der vorstehend genannten Bestandteile die an eine solche Tragstruktur als Teil eines Instrumententafelträgers in seinen unterschiedlichen Trägerstrukturabschnitten gestellten Anforderungen genügt. Dasjenige, was im Stand der Technik durch die Konzeption eines Hohlprofiles oder durch Einspritzen von Kunststoffstrukturen bewirkt wird, wird bei diesem Instrumententafelträger durch die entsprechende Auslegung der Einzelbestandteile erreicht. Eine optimale Anpassung der einzelnen Trägerstrukturabschnitte an das jeweils daran gestellte Anforderungsprofil ist bei einer solchermaßen konzipierten Trägerstruktur in einfacher Weise möglich. Die offene Halbschalenstruktur erlaubt eine Auslegung einzelner Trägerstrukturabschnitte in einer sehr viel größeren Designvielfalt als bei einem geschlossenen Profil. Hervorzuheben ist bei diesem Instrumententafelträger, dass seine Trägerstruktur durch eine optimale Anpassung an die unterschiedlichen Anforderungsprofile in den unterschiedlichen Trägerstrukturabschnitten nicht überdimensioniert zu sein braucht, was sich positiv auf den Materialeinsatz und das Gewicht auswirkt. Vorteilhaft ist ferner, dass in Folge des offenen Halbschalenkonzeptes der durch die Trägerstruktur eingefasste Hohlraum für Einbauten genutzt werden kann, wie beispielsweise Kabel, Luftführungskanäle oder dergleichen. Vor allem eine Montage in die offene Halbschalenstruktur von solchen Komponenten ist problemlos möglich, insbesondere sehr viel einfacher als bei einem Hohlprofil.

Hergestellt ist eine solche Trägerstruktur eines Instrumententafelträgers typischerweise aus einer Stahlplatine, die in einem Presswerkzeug in die vorgesehene Halbschalenstruktur gebracht wird. Selbstverständlich ist auch der Einsatz anderer Materialien ebenso möglich wie der Einsatz eines Materialmixes. Die Übergänge zwischen benachbarten Trägerstrukturabschnitten bei einer Änderung beispielsweise der Steghöhe, der Stegprofilierung, der Gurtbreite oder der Gurtprofilierung wird man über einen Übergangsträgerstrukturabschnitt realisieren, in dem die unterschiedlichen Dimensionierungen dieser Komponenten über eine gewisse Erstreckung in Längserstreckung der Trägerstruktur ineinander übergehen. Gleiches gilt auch für Änderungen in der Materialstärke, wobei bei Einsatz von TRB-Platinen ein nicht sprunghafter Übergang herstellungsbedingt bereits vorgeben ist.

Neben den bereits beschriebenen Vorteilen erlaubt eine solche Trägerstruktur auch eine Anbindung von Haltern oder Abstützungen in einer Art und Weise, dass diese mit einem Anbindungsabschnitt in die offene Seite der Halbschalenstruktur eines Trägerstrukturabschnittes eingreifen können. Mithin kann die durch die Breite eines oder beider Gurte bereitgestellte Tiefe eines solchen Trägerstrukturabschnittes genutzt werden, um über die gesamte Tiefe daran einen Halter oder eine Abstützung anzubringen. Diese erstreckt sich typischerweise bis an den Steg oder einen Stegabschnitt und ist vorzugsweise mit der Innenseite des Gurtes gefügt, beispielsweise verschweißt.

Durchaus kann ein an einen Trägerstrukturabschnitt gestelltes Anforderungsprofil auch die Einleitung bestimmter Kräfte unter Zwischenschaltung von Anbaukomponenten beinhalten. Insofern besteht die Möglichkeit, einen oder auch beide Gurte ebenso wie den Steg entsprechend zu profilieren, beispielsweise um durch eine solche Profilierung nicht nur die Steifigkeit in diesem Trägerstrukturabschnitt zu erhöhen, sondern auch um eine Profilierung bereitzustellen, an die in einfacher Weise Anbaukomponenten, wie beispielsweise Lenksäulenhalter angeschlossen werden können. Auch kann durch eine solche Profilierung mehr Material in einen Trägerstrukturabschnitt eingebracht werden, wodurch wiederum das Schwingungsverhalten beeinflusst werden kann.

Die Auslegung einer solchen Trägerstruktur in einem Trägerstrukturabschnitt kann auch beinhalten, dass in einem Gurt oder im Steg Öffnungen eingebracht sind, beispielsweise um einen Luftführungskanal hindurchführen zu können. Die infolge einer solchen Öffnung eingebrachte Schwächung kann durch entsprechende Auslegung der übrigen Bestandteile dieses Trägerstrukturabschnittes kompensiert werden, etwa durch Vorsehen einer umlaufenden Versteifung einer solchen Öffnung über eine nach Art einer Bördelung ausgeführten Abkantung. Auch besteht die Möglichkeit, einen solchen Trägerstrukturabschnitt durch ein rückwärtiges Schalenteil bzw. Schalensegment in dem durch eine solche Öffnung hinsichtlich seiner Festigkeit und Steifigkeit herabgesetzten Trägerstrukturabschnittes zu versteifen.

Bei den beiden Gurten handelt es sich typischerweise um einen Obergurt und einen Untergurt, die somit in z-Richtung durch den diese verbindenden Steg voneinander beabstandet sind.

Bei einer solchen Raumlage der beiden Gurte kann beispielsweise der sich über die Fahrerseite erstreckende Trägerstrukturabschnitt eine Art ?-Profi- lierung aufweisen. Erreicht wird dieses dadurch, dass der die beiden Gurte verbindende Steg eine Verkröpfung aufweist, wobei die beiden Stegabschnitte durch einen Verbindungssteg verbunden sind. Die Raumlage des Verbindungssteges und seine Länge definieren die Sprungweite des Versatzes der beiden Stegabschnitte. Der untere Abschnitt dieser Profilierung mit dem unteren Stegabschnitt und dem daran angrenzenden Verbindungssteg stellt sodann zwei bezüglich ihrer Raumlage winklig zueinander verlaufende Anlageflächen bereit, an die Anbaukomponenten zum Halten der Lenksäule angeschlossen werden können. Diese, beispielsweise als U-Pro- filstücke ausgebildeten Anbaukomponenten können sodann mit ihrer Stirnseite an den unteren Abschnitt des Steges und ein Endabschnitt der nach oben weisenden Schenkel dieser Anbaukomponenten können mit dem Verbindungssteg der Profilierung gefügt werden. Auch besteht bei einer solchen Profilierung des Steges die Möglichkeit, die in z-Richtung weisende Anlagefläche des Verbindungssteges mit Einsteckschlitzen auszustatten, sodass Teile der Anbaukomponente mit Schenkeln diesen Abschnitt der Profilierung durchgreifen und sodann von der Innenseite der Trägerstruktur gefügt, typischerweise geschweißt werden können. Übergangsabschnitte, die zwei zueinander versetzt angeordnete Trägerstrukturabschnitte verbinden, können durch einen längsrandseitig abgestellten, typischerweise nach außen abgestellten Schenkel versteift werden. Gleiches gilt selbstverständlich auch für andere Trägerstrukturabschnitte. Bei einem Übergangsträgerstrukturabschnitt erstreckt sich ein solcher abgestellter Schenkel vorzugsweise über den eigentlichen Übergangsabschnitt bis in den Endabschnitt des jeweils benachbarten Trägerstrukturabschnittes hinein. Eine weitere Versteifung in Richtung des Versatzes kann dadurch erreicht werden, dass das freie Ende eines solchen abgekanteten Schenkel nochmals in Richtung zu dem die Gurte verbindenden Steg abgekantet ist.

Bei den beiden Anbindungspunkten, zwischen denen sich die Trägerstruktur erstreckt, kann es sich beispielsweise um zwei einander bezüglich der Längsrichtung des Fahrzeuges gegenüberliegende Säulen, beispielsweise die A-Säulen handeln. Bei Ausgestaltungen eines Instrumententafelträgers, bei denen in den Verlauf der Trägerstruktur Gehäusekomponenten eingeschaltet sind, durch die sich die erforderlichen Lastpfade erstrecken, werden zwei Trägerstrukturen der vorbeschriebenen Art eingesetzt. Eine der beiden Anbindungspunkte ist dann der Anbindungspunkt einer solchen Trägerstruktur an das Lastpfad bereitstellende Gehäuse der zwischengeschalteten Komponente. Hierbei kann es sich beispielsweise um das Heiz- und Klimagerät handeln. Der andere Anbindungspunkt ist dann derjenige, mit dem der Instrumententafelträger an beispielsweise der A-Säule der Karosserie befestigt wird.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 : Eine perspektivische Ansicht eines Instrumententafelträgers mit einer Trägerstruktur,

Fig. 2: eine Draufsicht auf den Instrumententafelträger der Figur 1 ,

Fig. 3: eine vergrößerte Darstellung eines Abschnittes der Trägerstruktur des Instrumententafelträgers der Figur 1 , Fig. 4: ein weiterer vergrößert dargestellter Abschnitt der Trägerstruktur des Instrumententafelträgers der Figur 1 und

Fig. 5: eine Frontansicht aus Blickrichtung der Fahrgastzelle eines

Fahrzeuges auf den Instrumententafelträger der Figur 1 .

Ein Instrumententafelträger 1 umfasst eine Trägerstruktur 2. Die Trägerstruktur 2 erstreckt sich zwischen den A-Säulen eines Fahrzeuges. Die Endabschnitte der Trägerstruktur 2 sind ausgebildet, um die Trägerstruktur 2 und damit den Instrumententafelträger 1 an den einander bezüglich der Längsachse des Fahrzeuges einander gegenüber liegenden A-Säulen anzuschließen. Die Trägerstruktur 2 ist als offene Halbschalenstruktur ausgebildet. Die Öffnung der Trägerstruktur 2 weist in x-Richtung nach vorne. Angeschlossen an die Trägerstruktur 2 sind zwei Tunnelstützen 3, 3.1 zum chassisseitigen Abstützen der Trägerstruktur 2 des Instrumententafelträgers. Ferner sind an die Trägerstruktur 2 zwei nach vorne abragende Halter 4, 4.1 angeschlossen. Über diese ist die Trägerstruktur 2 mit dem chassisseitigen Windlauf des Fahrzeuges verbunden. Zugleich dienen die Halter 4, 4.1 , um auf diesen ein Head-up-Display zu montieren. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Instrumententafelträger 1 um einen solchen, der zum Einbau in ein “Linkslenker“-Fahrzeu dient. Zum Anbinden der Lenksäule bzw. des Lenksäulenmoduls an die Trägerstruktur 2 sind zwei U-förmig profilierte Anbaukomponenten 5, 5.1 an die Trägerstruktur 2 angeschlossen.

Beispielhaft sind in den Figuren 3 und 4 vergrößerte Darstellungen von Trägerstrukturabschnitten der Trägerstruktur 2 in jeweils einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Figur 3 zeigt dabei den nachstehend unter Bezugnahme auf Figur 5beschriebenen Trägerstrukturabschnitt G. In Figur 4 sind die Trägerstrukturabschnitte A und B der Figur 5 gezeigt.

Die Konzeption des Instrumententafelträgers 1 hinsichtlich der Auslegung seiner Trägerstruktur 2 mit seinen in unterschiedlich ausgelegten Trägerstrukturabschnitten ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Figur 5 erläutert. Figur 5 zeigt in der oberen Abbildung den Instrumententafelträger 1 in einer Ansicht aus Blickrichtung der Fahrgastzelle in x-Richtung nach vorne blickend. Die unteren Abbildungen der Figur 5 zeigen jeweils Querschnitte der Trägerstruktur 2 entlang den in der oberen Abbildung der Figur 5 gezeigten Schnittlinien A-A bis E-E.

Die Trägerstruktur 2 des Instrumententafelträgers 1 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in mehrere Trägerstrukturabschnitte unterteilt, und zwar bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in insgesamt zehn Trägerstrukturabschnitte A bis J. Die Trägerstrukturabschnitte A bis J unterscheiden sich durch die Querschnittsprofilierung und Querschnittsauslegung der Trägerstruktur 2, wie anhand der Schnittdarstellungen erkennbar.

Bei den beiden endseitigen Trägerstrukturabschnitten A und J handelt es sich um Anbindungsabschnitte. Dieses sind diejenigen Abschnitte der Trägerstruktur 2, mit denen diese an die A-Säulen eines Kraftfahrzeuges angeschlossen werden.

Während die Trägerstruktur 2 in ihrem gesamten Verlauf in Längserstre- ckung als offene Halbschalenstruktur ausgebildet ist, ist diese offene Halbschalenstruktur im Bereich der Anbindungsabschnitte A, J durch jeweils ein Halbschalenstück (siehe auch Figur 4) verschlossen.

Die Trägerstruktur 2 des Instrumententafelträgers 1 ist durch einen Obergurt 6, einen Untergurt 7 und einen die beiden Gurte 6, 7 verbindenden Steg 8 bereitgestellt. Durch den Steg 8 sind die beiden Gurte 6, 7 in vertikaler Richtung (z-Richtung) voneinander beabstandet. Der Steg 8 verbindet die beiden Gurte 6, 7 entlang ihres zur Fahrgastzelle weisenden Längsseitenrandes.

Im Bereich der endseitigen Trägerstrukturabschnitte A und J, die die Anbindungsabschnitte zum Anbinden der Trägerstruktur 2 an die A-Säulen eines Kraftfahrzeuges darstellen, ist die offene Halbschalenstruktur jeweils durch ein Schalensegment 9, 9.1 verschlossen. Um in Folge eines Verspannens dieser Trägerstrukturabschnitte A, J mit der A-Säule eine Deformation der Trägerstruktur 2 zu vermeiden, sind zwischen dem Steg 8 dieser Trä- gerstrukturabschnitte A, J und dem Boden des jeweiligen Schalensegmentes 9, 9.1 Abstandshülsen 10 (siehe Figur 4) eingesetzt. Die Trägerstruktur 2 ist über ihren Längsverlauf entsprechend dem Anforderungsprofil in Bezug auf vor allem Festigkeit und Steifigkeit in jedem Trägerstrukturabschnitt A bis J an die an den jeweiligen Trägerstrukturabschnitt gestellten Anforderungen angepasst. Die an die als Anbindungsabschnitte dienenden Trägerstrukturabschnitte A, J anschließenden Trägerstrukturabschnitte B, I sind durch jeweils eine Durchbrechung 1 1 , 1 1.1 in den jeweiligen Abschnitten des Steges 8 charakterisiert. Diese Durchbrechungen 11 , 1 1.1 dienen zum Herausführen eines Luftführungskanals. Zur Kompensation der prinzipiellen Schwächung der Trägerstruktur 2 bzw. der diesbezüglichen Trägerstrukturabschnitte B, I infolge des Vorhandenseins dieser Durchbrechungen 11 , 1 1.1 sind diese Abschnitte hinsichtlich der Höhe der Stege 8 vergrößert. Zudem sind die Durchbrechungen 1 1 , 1 1.1 nicht schlichtweg Ausstanzungen, sondern der Rand der Durchbrechungen 1 1 , 1 1.1 ist in x- Richtung nach vorne weisend zur Ausbildung eines U-förmigen Querschnittes umgelegt. In Figur 4 ist anhand der Öffnung 1 1 dieser abgekantete Abschnitt als umlaufender Versteifungsschenkel mit dem Bezugszeichen 12 kenntlich gemacht.

Der Trägerstrukturabschnitt B stellt zugleich einen Übergangsbereich dar zwischen dem Trägerstrukturabschnitt A und den Trägerstrukturabschnitten C, D, an die die Lenksäule angeschlossen wird. In diesen Trägerstrukturabschnitten C, D ist der Steg 8 ?-förmig profiliert, wie der Schnittdarstellung B- B zu entnehmen ist. Diese Profilierung ist bei diesem Ausführungsbeispiel so angelegt, dass die beiden Gurte 6, 7 zum Teil in x-Richtung versetzt zueinander angeordnet sind. Zudem unterscheiden sich die beiden Gurte 6, 7 in diesen Trägerstrukturabschnitten C, D durch ihre unterschiedliche Breite, wobei der Obergurt 6 breiter ausgelegt ist als der Untergurt 7. In dem Trägerstrukturabschnitt C ist zudem der nach vorne weisende Rand des Obergurtes 6 nach oben abgekantet. Hierdurch wird neben der besonderen Strukturierung des Steges 8 die Verwindungssteifigkeit der Trägerstruktur 2 in diesen Trägerstrukturabschnitt erhöht. Der Trägerstrukturabschnitt E ist wiederum ein Übergangsabschnitt zwischen dem Trägerstrukturabschnitt D und dem mittleren Trägerstrukturabschnitt F der Trägerstruktur 2, an die beiden Tunnelstützen 3, 3.1 angeschlossen sind. In diesem mittleren Trägerstrukturabschnitt F ist die Trägerstruktur 2, wie in der Schnittdarstellung C-C gezeigt, U-förmig. In dem als Übergangsabschnitt zwischen dem Trägerstrukturabschnitt D und dem mittleren Trägerstrukturabschnitt F anzusprechenden Trägerstrukturabschnitt E reduziert sich in Richtung zu dem Trägerstrukturabschnitt F sowohl die Höhe des Steges 8 als auch die Ausprägung seiner Profilierung, bis in dem Trägerstrukturabschnitt F die beiden Gurte 6, 7 eine gleiche Breite aufweisen und der Steg 8 in sich unprofiliert ist.

Der sich an den Trägerstrukturabschnitt F anschließende Trägerstrukturabschnitt G ist wiederum ein Übergangsabschnitt zwischen dem Trägerstrukturabschnitt F und dem der Beifahrerseite zugeordneten Trägerstrukturabschnitt H. Der Trägerstrukturabschnitt H ist, wie aus der Schnittdarstellung E-E erkennbar als angenähert U-förmige Profilierung anzusprechen. Während der untere Gurt 7 horizontal ausgerichtet ist, ist der Obergurt 6 geneigt, und zwar in Richtung zu dem Steg 8 hin. Damit vergrößert sich die lichte Weite des durch diesen Trägerstrukturabschnitt H eingefassten Hohlraumes zu der Offenseite hin. Beide Gurte 6, 7 haben in x-Richtung dieselbe Erstreckung. Aus diesem Grunde ist die Breite des Obergurtes 6, wie in der Schnittdarstellung E-E erkennbar, deutlich größer als diejenige des Untergurtes 7. In dem Trägerstrukturabschnitt G geht die Höhe des Steges 8, die in dem Trägerstrukturabschnitt F größer ist als in dem Trägerstrukturabschnitt H in diejenige des Trägerstrukturabschnittes H über. Zugleich wird die Breite der Gurte 6, 7 in Richtung zu dem Trägerstrukturabschnitt H hin vergrößert. Zudem ist der Trägerstrukturabschnitt H gegenüber dem Trägerstrukturabschnitt F in x-Richtung versetzt, und zwar in Richtung von der Fahrgastzelle wegweisend. Zur Erhöhung der Steifigkeit dieses Übergangsabschnittes des Trägerstrukturabschnittes G sind die längsseitigen Ränder der Gurte 6, 7 in die jeweils voneinander wegweisende Richtung abgekantet (siehe Schnitt D-D). Diese Versteifungsschenkel 12 setzten sich bis in den Endbereich der angrenzenden Trägerstrukturabschnitte F und H hinein fort. An den Trägerstrukturabschnitt H grenzt der als Übergangsabschnitt zu dem Trägerstrukturabschnitt J (Anbindungsabschnitt) vorgesehene und bereits vorstehend beschriebene Trägerstrukturabschnitt I.

Bei dieser Trägerstruktur 2 sind die einzelnen Trägerstrukturabschnitte A bis J hinsichtlich des Materialeinsatzes und der Profilierung an die an jeden Trägerstrukturabschnitt A bis J gestellten Anforderungen angepasst. Dieses ist durch das offene Halbschalenkonzept der Trägerstruktur 2 des Instrumententafelträgers 1 ohne Weiteres durch einen entsprechenden Zuschnitt einer Platine, wobei im vorliegenden Fall zum Ausbilden der Trägerstruktur 2 eine Stahlplatine verwendet wird, und ein entsprechendes Umformwerkzeug möglich. Da zur Ausbildung der Trägerstruktur 2 im Unterschied zu einer mehrschaligen Auslegung einer solchen Trägerstruktur keine sich über die gesamte Länge erstreckende Schweißnähte erforderlich sind, ist eine durch den Wärmeeintrag in vielen Fällen begründeter Verzug bei dieser Trägerstruktur 2 nicht hinzunehmen. Ein Richten, was bei geschlossenen Konstruktionen aufgrund des uneinheitlichen Wärmeeintrages beim Fügen mitunter der Fall ist, wird zur Ausbildung der Trägerstruktur 2 nicht benötigt.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben worden. Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, ergeben sich für einen Fachmann zahlreiche weitere Möglichkeiten diese umzusetzen, ohne dass das im Rahmen dieser Ausführungen im Einzelnen näher erläutert werden müsste.

Bezugszeichenliste Instrumententafelträger Trägerstruktur Tunnelstütze Halter Anbaukomponente Obergurt Untergurt Steg Schalensegment Abstandshülse Durchbrechung Versteifungsschenkel Schenkel

Claims

Patentansprüche Instrumententafelträger für ein Kraftfahrzeug mit einer sich zwischen zwei Anbindungspunkten erstreckenden Trägerstruktur (2), wobei

- die Trägerstruktur (2) als offene Halbschalenstruktur mit zwei seiner Längserstreckung folgenden, durch einen Steg (8) voneinander beabstandeten und durch diesen miteinander verbundenen Gurten (6, 7), durch welchen Steg (8) ein Längsseitenrand des einen Gurtes (6) mit dem gleichseitigen Längsseitenrand des anderen Gurtes (7) verbunden ist, und

- die Querschnittsausbildung der Trägerstruktur (2) in denjenigen Trägerstrukturabschnitten, an die ein erstes Anforderungsprofil gestellt sind, sich durch

• die Steghöhe,

• die Stegprofilierung,

• die Gurtbreite zumindest eines Gurtes,

• die Gurtprofilierung zumindest eines Gurtes,

• die Raumlage der Gurte zueinander,

• die geometrische Ausgestaltung des Überganges zwischen Steg (8) und Gurt und/oder

• die Materialstärke von denjenigen anderer Trägerstrukturabschnitte mit einem anderen Anforderungsprofil unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass die Steghöhe der Trägerstruktur (2) in dem Trägerstrukturabschnitt (B, I) zwischen einem Anbindungsabschnitt (A, J) und dem benachbarten Trägerstrukturabschnitt (C, H) in einem Übergangsabschnitt zur benachbarten Trägerstrukturabschnitt hin abnimmt, und wobei ein mittlerer Trägerstrukturabschnitt (F) gegenüber einem benachbarten Trägerstrukturabschnitt (H) in x-Richtung, bezogen auf die Fahrzeugrichtung, versetzt ist und zwischen diesen beiden Trä- gerstrukturabschnitten (F, H) ein S-förmig gekrümmter Übergangsträgerstrukturabschnitt (G) vorgesehen ist, in dem zumindest ein Gurt (6, 7) durch einen längsseitig abgekanteten Schenkel (13, 13.1 ) eine Gurtprofilierung aufweist. Instrumententafelträger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Breite zumindest eines der beiden Gurte (6, 7) der Trägerstruktur (2) in dem Trägerstrukturabschnitt (B, I) zwischen einem Anbindungsabschnitt (A, J) und dem benachbarten Abschnitt in einem Übergangsabschnitt zum benachbarten Trägerstrukturabschnitt (C, H) hinzunimmt. Instrumententafelträger nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem der Fahrerseite zugeordneten Trägerstrukturabschnitt (C, D) der die Gurte (6, 7) verbindende Steg (8) profiliert ist. Instrumententafelträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung des Steges (8) zur Ausbildung einer ?-för- migen Profilierung der Trägerstruktur (2) ausgeführt ist. Instrumententafelträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schenkel (13, 13.1 ) in Richtung von dem anderen Gurt (7, 6) dieses Trägerstrukturabschnittes (G) wegweisend abgekantet ist. Instrumententafelträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beide Gurte (6, 7) zumindest abschnittsweise über die Längserstreckung der Trägerstruktur (2) einen von der Gurtoberfläche abgekanteten längsseitigen Schenkel aufweisen, wodurch dieser Trägerstrukturabschnitt hutförmig profiliert ist. Instrumententafelträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an die Trägerstruktur (2) wenigstens eine Anbaukomponente, wie beispielsweise ein Halter (4, 4.1 ), eine Stütze oder eine Strebe, angeschlossen ist, die mit einem Anbindungsabschnitt in die offene Halbschalenstruktur der Trägerstruktur (2), bis an ihren Steg (8) heranreichend, eingreift, an zumindest einem der beiden Gurte innenseitig anliegt und mit diesem gefügt ist.