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Title:
SUB-ASSEMBLY FOR A COCKPIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/045937
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a sub-assembly for a cockpit of a motor vehicle. Said sub-assembly comprises a cross member (9) that extends the width of the vehicle interior and is configured as a supporting structure, whereby a driver module (7), a central module (6) and a passenger module (5) constitute the cross member and an instrument panel. The invention is characterised in that the modules are configured in such a way that neighbouring modules can be interconnected both indirectly, by means of an adapter part (2) and directly. This enables the cross member and the instrument panel to be adapted to different vehicle widths and to form, when mounted, a pre-assembled, self-supporting reinforcement unit that can be installed in the motor vehicle, thus reinforcing said vehicle, once installed, in a transverse direction.

Inventors:
DETTINGER MATHIAS (DE)
KILB JUERGEN (DE)
KRAMB STEPHAN (DE)
PRIESER GUENTER (DE)
RASTETTER INA (DE)
WOLBOLD HORST (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/011522
Publication Date:
June 03, 2004
Filing Date:
October 17, 2003
Export Citation:
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Assignee:
DAIMLER CHRYSLER AG (DE)
DETTINGER MATHIAS (DE)
KILB JUERGEN (DE)
KRAMB STEPHAN (DE)
PRIESER GUENTER (DE)
RASTETTER INA (DE)
WOLBOLD HORST (DE)
International Classes:
B62D25/14; (IPC1-7): B62D25/14
Domestic Patent References:
WO1997013675A11997-04-17
Foreign References:
DE19935654A12001-02-01
US20020153750A12002-10-24
EP1228948A12002-08-07
Attorney, Agent or Firm:
Branse, Hermann (Intellectual Property Management IPM- C106, Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Baugruppe für einen CockpitBereich eines Kraftfahrzeugs, mit einem sich über die Breite eines Fahrzeuginnenraums erstreckenden und als Tragstruktur ausgebildeten Querträger (9), wobei der Querträger (9) und ein Armaturenbrett aus einem Fahrer (7), einem Mittel (6) und einem Beifahrer modul (5) aufgebaut sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (5,6, 7) so ausgestaltet sind, dass benach barte Module (5,6, 7) jeweils sowohl indirekt über ein A dapterstück (2) als auch direkt aneinander befestigbar sind, derart, dass der Querträger (9) und das Armaturen brett an unterschiedliche Fahrzeugbreiten anpassbar sind, und dass der Querträger (9) und das Armaturenbrett im zusam mengebauten Zustand eine vormontierte selbsttragende Ver steifungseinheit bilden, die in das Kraftfahrzeug einbau bar ist und im eingebauten Zustand das Kraftfahrzeug in Querrichtung aussteift.
2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (9) als Rohrtragwerk oder als Stirnwand (1) oder als selbsttragende Brüstung (17) ausgebildet ist.
3. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (9) als HybridBauteil (11) mit zumindest einem integrierten Luftkanal (13) ausgebildet ist.
4. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Fahrer (7), dem Mittel (6) und dem Beifahrermo dul (5) des Querträgers (9) und/oder den Adapterstücken (2,4) Halter (8) zum Haltern von Anbauteilen angeordnet sind.
5. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (5,6, 7) und/oder die Adapterstücke (2,4) in Leichtbauweise ausgeführt sind.
6. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Adapterstücke (2,4) über die gesamte Höhe des Querträgers (9) erstrecken.
7. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapterstücke (2,4) und die Module (5,6, 7) zu ihrer Befestigung aneinander jeweils miteinander kompatibel ausge bildete Schnittstellen (3) aufweisen.
8. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapterstücke (2,4) so ausgestaltet sind, dass sie eine Funktion der benachbarten Module (5,6, 7) fortführen und/oder dass an ihnen Anbauteile anbaubar sind, welche eine Funktion der benachbarten Module (5,6, 7) fortführen.
Description:
Baugruppe für einen Cockpit-Bereich Die Erfindung betrifft eine Baugruppe für einen Cockpit- Bereich eines Kraftfahrzeugs, mit einem sich über die Breite eines Fahrzeuginnenraums erstreckenden und als Tragstruktur ausgebildeten Querträger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 197 20 902 AI ist eine Baugruppe für einen Cock- pit-Bereich eines Fahrzeuges bekannt. Diese Baugruppe zeigt einen sich in etwa über die Breite eines Fahrzeuginnenraums erstreckenden Querträger, der an seinen Endbereichen zur Ver- bindung mit einer Fahrzeugzelle und eine zur Fahrzeuglängs- achse außermittige Anschlussstelle zur Verbindung mit einer Lenksäule aufweist.

Um die Fertigung der Cockpit-Baugruppe zu vereinfachen und eine Variantenvielfalt der eingesetzten Bauteile zu verrin- gern, wird bei der bekannten Baugruppe vorgeschlagen, dass der Querträger und die Anschlussstellen eine Baueinheit bil- den und dass die äußere Form des Querträgers und die An- schlussstellen zur Verbindung mit der Fahrgastzelle und zur Verbindung mit der Lenksäule symmetrisch zur Längsmittelebene des Querträgers oder symmetrisch zu dem auf einer Parallelen zur Fahrzeuglängsachse und senkrecht über letzterer liegenden geometrischen Mittelpunkt des Querträger sind, wobei die Längsmittelebene des Querträgers die sich vertikal und in Richtung der Fahrzeugquerachse erstreckende Ebene ist, die den auf einer parallel zur Fahrzeuglängsachse und senkrecht über dieser liegenden geometrischen Mittelpunkt des Querträ- gers schneidet.

Aus der DE 196 03 957 C2 ist ein oberer Querträger eines Fahrzeug-Frontendteiles bekannt. Der obere Querträger setzt sich aus mindestens zwei in Richtung der Längsachse des Quer- trägers hintereinander angeordneten und miteinander verbunde- nen Aggregateträger-Modulen zusammen. Bei den Aggregateträ- ger-Modulen handelt es sich um Hohlprofile, welche jeweils aus einem quer zur Richtung der Längsachse des Trägers ge- pressten Leichtmetall-Strangpressprofil bestehen und eine der erforderlichen Stabilität des Aggregateträgers entsprechende Anzahl von Versteifungsrippen aufweisen. Die Aggregateträger- Module weisen Endbereiche auf, die ein Zusammenstecken und/oder ein clipsartiges Verbinden der Module miteinander bzw. mit benachbarten Hohlprofilen erlauben.

Aus der EP 0 672 576 B1 ist eine Baueinheit für einen Stirn- wand-und Cockpit-Bereich eines Personenkraftwagens bekannt.

Demnach ist die Stirnwand als integrales Verbundbauteil aus gezogenem Blech und angespritztem Kunststoff gebildet. Bei dieser Bauweise wird ein großflächiges und relativ wenig fi- ligran ausgeformtes Blechpressteil mit im Blech integrierter Verstärkung für die höher belasteten Partien, wie z. B. die Pedalaufnahme und die Lenkssäulenhalterung in ein Spritzguss- werkzeug eingelegt und mit einem thermoplastischen Kunststoff umspritzt. Dadurch können filigrane Strukturen des Verbund- bauteils für Versteifungen oder Aufnahmen für Anbauteile rasch, in einem einfachen und einheitlichen Arbeitsgang ange- bracht werden.

Aus der EP 0 247 295 B1 ist eine Fahrerhausbaureihe für Frontlenkerlastkraftwagen mit nach vorn kippbaren Fahrerhäu- sern unterschiedlicher Größe bekannt, wobei ein aus einer Rückwand, zwei Seitenwänden, einer Frontwand, einer Dachgrup- pe und einer Bodengruppen zusammengesetztes Rohhaus eines Fahrerhauses durch eine Anzahl standardisierter, gleich aus- gebildeter Funktionsmodule ergänzt wird. Die Rückwand, die beiden Seitenwände und die Frontwand werden jeweils durch einstückige Blechpressteile gebildet und mit der Dachgruppe sowie Bodengruppe zusammengebaut. Dabei ist die standardi- sierte Frontwand derart ausgebildet, dass diese am Übergang zum Dachbereich zur Bildung einer Dachversteifung sowie un- terhalb der Brüstungslinie jeweils auf gesamter Breite nach hinten gezogen ist. Im unteren zurückgezogenen Bereich sind zwei standardisierte, als Flankenschutz dienende Eckteile, eine standardisierte Frontklappe mit Ausstellmechanismus und von der Frontklappe abdeckbare Funktionselemente derart be- festigt, dass als weitere standardisierte Funktionsmodule Radkasten-und-verblendteile, die Teile des Armaturenbretts sowie ein komplett vom Fahrerhaus getrennt am Fahrgestellrah- men befestigbarer Einstieg vorgesehen sind, und dass an expo- nierten Stellen des Fahrerhauses Formversteifungsorgane vor- gesehen sind, von denen zumindest einige für die Übernahme von Zusatzfunktionen ausgebildet sind.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, eine verbesserte Ausführungsform einer Baugruppe für einen Cockpit-Bereich eines Kraftfahrzeugs anzugeben und dadurch insbesondere die Flexibilität des Produktionsprozesses und die Anzahl an standardisierten Bauteilen zu erhöhen.

Dieses Problem wird durch den Gegenstand des unabhängigen An- spruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegens- tand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Bau- gruppe für einen Cockpit-Bereich eines Kraftfahrzeugs, mit ei- nem als Tragstruktur ausgebildeten Querträger und einem Arma- turenbrett, welche jeweils ein Fahrer-, ein Mittel-und ein Beifahrermodul aufweisen, so auszugestalten, dass benachbarte Module jeweils sowohl indirekt über ein Adapterstück als auch direkt aneinander befestigbar sind. Dadurch ist es möglich, den Querträger und das Armaturenbrett durch die Verwendung va- riierender Adapterstücke und insbesondere durch das Weglassen der Adapterstücke an unterschiedliche Fahrzeugbreiten anzupas- sen, wodurch sich die Flexibilität beim Produktionsprozess er- höhen lässt.

Die jeweiligen Querträger-bzw. Armaturenbrettmodule sind je nach Anforderung zu unterschiedlichen Fahrerhäusern kombinier- und zusammenbaubar. Durch Einbauen oder Weglassen verschiede- ner Adapterstücke lassen sich unterschiedliche Fahrerhausbrei- ten einfach realisieren. Aufgrund des Baukastensystems werden die verschiedenen Führerhäuser jeweils aus dem Fahrer-, dem Mittel-und'dem Beifahrermodul und je nach Ausführungsbreite aus unterschiedlich vielen Adapterstücken zusammengesetzt, wo- durch stets standardisierte Einzelbauteile zur Anwendung ge- langen und somit die Kosten für Lagerung bzw. Produktion ge- senkt werden können.

Gleichzeitig bilden der Querträger und das Armaturenbrett im zusammengebauten Zustand eine vormontierte selbsttragende Ver- steifungseinheit, die in das Kraftfahrzeug einbaubar ist und im eingebauten Zustand das Kraftfahrzeug in Querrichtung aus- steift. Aufgrund der Möglichkeit der Vorfertigung der einzel- nen Module wird der Produktionsprozess vereinfacht bzw. be- schleunigt und die Abdichtungsproblematik, wie sie bei her- kömmlichen Querträgern im Bereich einer unteren A-Säule auf- tritt, behoben.

Die Erfindung bietet weiter den Vorteil, den Querträger als Rohrtragwerk oder als Stirnwand oder als selbsttragende Brüs- tung oder als Hybrid-Bauteil mit zumindest einem integrierten Luftkanal auszubilden. Hieraus lässt sich ersehen, welche ho- he Variabilität die erfindungsgemäße Lösung bietet.

Das erfindungsgemäße Baukastensystem für die jeweiligen Modu- le bzw. Adapterstücke ist für unterschiedliche Tragstruktu- ren, wie z. B. das Rohrtragwerk oder die selbsttragende Brüs- tung, anwendbar, wobei die Funktionalität der Erfindung durch Integration verschiedener Anbauteile, wie z. B. den oben er- wähnten Luftkanal, in die jeweiligen Module bzw. Adapterstü- cke zusätzlich gesteigert wird. Die Module bzw. die Adapter- stücke sind dabei zweckmäßig so ausgebildet, dass diese iden- tische und miteinander kompatibel ausgebildete Schnittstellen aufweisen und an den Adapterstücken Anbauteile anbaubar sind, welche eine Funktion, z. B. Luftführung, der benachbarten Mo- dule fortführen. Beim Zusammenbau des Querträgers bzw. des Armaturenbretts kann dadurch gewährleistet werden, dass für unterschiedliche Fahrerhausbreiten die passgenaue Fortführung entsprechender in den Querträger integrierter Strukturen ge- geben ist.

Eine besonders günstige Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger und/oder die Adapterstücke in Leichtbauweise ausgeführt sind.

In Betracht kommen hierbei vor allem Hohlprofile oder Strang- pressprofile aus Aluminium und/oder Kunststoff sowie Kombina- tionen von mit Kunststoff umschäumten metallischen Werkstof- fen oder anderen Verbundwerkstoffen. Der Energieverbrauch ei- nes Kraftfahrzeugs hängt unmittelbar mit dem zu bewegenden Gewicht des Fahrzeugs zusammen. Durch eine entsprechend leichte Bauweise und Einbeziehung oben genannter Werkstoffe ist es möglich, das Eigengewicht des Fahrzeugs zu reduzieren und somit Treibstoff einzusparen.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus den zugehörigen Figurenbeschreibungen anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nach- stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der je- weils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombi- nationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Be- schreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.

Die Figuren zeigen schematisch : Fig. 1 eine Ansicht eines als Stirnwand ausgebildeten er- findungsgemäßen Querträgers, Fig. 2 eine Ansicht wie in Fig. 1, jedoch als Hybridträ- ger, Fig. 3 ein Querschnitt durch den Hybridträger.

Entsprechend Fig. 1 zeigt ein als Tragstruktur ausgebildeter Querträger 9, welcher hier beispielhaft als Stirnwand 1 dar- gestellt ist, mehrere Bauteile, nämlich zwei seitliche Adap- terstücke 4, ein Fahrermodul 7, ein Mittelmodul 6, ein Bei- fahrermodul 5 sowie zwei zwischen den Modulen 5 und 6 bzw. 6 und 7 angeordnete und die jeweiligen Module verbindende mitt- lere Adapterstücke 2.

Der Querträger 9 ist in einem Cockpit-Bereich eines in Fig. 1 nicht dargestellten Kraftfahrzeugs angeordnet und erstreckt sich über die Breite eines Fahrzeuginnenraums. Der Querträger 9 und ein in Fig. 1 nicht dargestelltes Armaturenbrett bilden dabei in zusammengebautem Zustand eine vormontierte und selbsttragende Versteifungseinheit, die in das Kraftfahrzeug einbaubar ist und die in eingebautem Zustand das Kraftfahr- zeug in Querrichtung versteift. Der Querträger 9 kann sowohl als Rohrtragwerk, als Hybrid-Tragwerk 11 (vgl. Fig. 2) oder als selbstragende Brüstung 17 (vgl. Fig. 3) ausgebildet sein.

Das Armaturenbrett kann dabei an Haltern 8, wovon einer bei- spielhaft am Beifahrermodul 5 bzw. am Mittelmodul 6 angeord- net ist, gehaltert werden. Zusätzlich sind an den jeweiligen Modulen 5,6 und 7 und/oder den Adapterstücken 2,4 Anschraub- punkte 16 vorgesehen, an welchen verschiedene Anbauteile, wie z. B. eine Mittelkonsole 12 (vgl. Fig. 2), befestigbar sind.

Die einzelnen Module 5,6 und 7 sind so ausgestaltet, dass benachbarte Module (5 und 6 bzw. 6 und 7) jeweils sowohl in- direkt über die. mittleren Adapterstücke 2 als auch direkt an- einander an ihren jeweiligen Schnittstellen 3 befestigbar sind. Durch einen entsprechenden Einsatz der Adapterstücke 2 und 4 können somit unterschiedliche Fahrzeugbreiten reali- siert werden.

Beispielsweise wird eine schmale Fahrzeugbreite durch ein di- rektes Verbinden der Module 5,6 und 7 ohne den Einsatz der Adapterstücke 2 und 4 erreicht. Mittlere Fahrzeugbreiten wei- sen zwischen den jeweiligen Modulen 5 und 6 bzw. 6 und 7 je- weils wenigstens ein mittleres Adapterstück 2 auf, wohingegen noch breitere Fahrzeuge durch Anfügen der seitlichen Adapter- stücke 4 an das Beifahrermodul 5 und das Fahrermodul 7 reali- siert werden. Prinzipiell ist auch ein Aufbau des Querträgers 9 aus den jeweiligen Modulen 5,6 und 7 sowie den zwei seit- lichen Adapterstücken 4, ohne die Verwendung der mittleren A- dapterstücke 2 denkbar.

Der modulare Aufbau des Querträgers 9 aus den jeweiligen Mo- dulen 5,6 und 7 bzw. zusätzlich den Adapterstücken 2 und 4 bietet hinsichtlich der Flexibilität während des Produktions- prozesses, der Möglichkeit der Vorfertigung von Bauteilen bzw. Bauteilgruppen sowie der damit verbundenen geringeren Lagerkapazität wertvolle Vorteile bei der Produktion und bei den Kosten.

Die Schnittstellen 3 an den Adapterstücken 2 und 4 sowie den jeweiligen Modulen 5,6 und 7 sind jeweils identisch bzw. miteinander kompatibel ausgebildet.

Wie in Fig. 1 dargestellt, reichen die Adapterstücke 2 und 4 über die gesamte Höhe der einzelnen Module 5,6 und 7 und so- mit auch über die gesamte Höhe des Querträgers 9. Gleichzei- tig sind die Adapterstücke 2 und 4 derart ausgestaltet, dass sie die Form und Kontur sowie eine bestimmte Funktion, wie z. B. einen Luftkanal 13 (vgl. Fig. 2), fortführen.

Entsprechend Fig. 2 ist der Querträger 9 als Hybrid-Träger 11 ausgebildet. Hierbei sind mehrere Funktionen realisiert, näm- lich das Versteifen des Fahrzeugs in Querrichtung sowie die Integration funktionaler Bauteile, wie z. B. des Luftkanals 13, in die Tragstruktur. Der Luftkanal 13 verläuft parallel zur Längsrichtung des Hybrid-Trägers 11 und ist'beispielhaft in Fig. 2 so ausgestaltet, dass eine Luftführung durch eine seitliche A-Säule 10 in eine nicht dargestellte seitliche Fahrzeugtüre erfolgt. Übersichtshalber ist in Fig. 2 ledig- lich ein Luftkanal 13 dargestellt, wobei prinzipiell die In- tegration weiterer Luftkanäle 13 bzw. anderer funktionaler Bauteile, z. B. ein Kabelkanal, in den Hybrid-Träger 11 denk- bar sind.

Fig. 3 zeigt einen als selbsttragende Brüstung ausgebildeten Querträger 9 mit einem daran angeordneten nicht weiter ausge- führten Armaturenbrett. Hierbei soll ein prinzipiell mögli- cher Aufbau der selbsttragenden Brüstung 17 ausgeführt wer- den. Beispielhaft weist die Brüstung 17 ein innen liegendes Blech 14 sowie einen flächig daran anliegenden Kunststoffman- tel 15 auf. Der Kunststoffmantel 15 kann dabei als Kunst- stofffolie oder als Kunststoffschaum ausgebildet sein, wohin- gegen die Tragstruktur (Blech 14) auch aus einem leicht form- baren, aushärtbaren Kunststoff, wie z. B. Glasfaserkunststoff ausgebildet sein kann und dadurch hilft, Gewicht und damit verbunden Energiekosten einzusparen. Gleichzeitig ist die Herstellung komplexer Formen aus Glasfaserkunststoff einfa- cher zu gestalten.

Zusammenfassend lassen sich die wesentlichen Merkmale der er- findungsgemäßen Lösung wie folgt charakterisieren : Ein als Tragstruktur ausgebildeter Querträger 9 weist mehrere Bauteile, nämlich ein Fahrermodul 7, ein Mittelmodul 6, ein Beifahrermodul 5 sowie je nach geforderter Fahrzeugbreite zu- sätzlich zwei seitliche Adapterstücke 4 und/oder zwei oder mehr jeweils die einzelnen Module 5,6 und 7 verbindende mittlere Adapterstücke 2 auf.

Die einzelnen Module 5,6 und 7 sind so ausgestaltet, dass benachbarte Module (5 und 6 bzw. 6 und 7) jeweils sowohl in- direkt über Adapterstücke 2 als auch direkt aneinander an ih- ren jeweiligen Schnittstellen 3 befestigbar sind, wodurch unterschiedliche Fahrzeugbreiten realisiert werden.

Der modulare Aufbau des Querträgers 9 aus den jeweiligen Mo- dulen 5,6 und 7 bzw. zusätzlich den Adapterstücken 2 und/oder 4 bietet Vorteile hinsichtlich der Flexibilität, der Möglichkeit der Vorfertigung sowie der damit verbundenen ge- ringeren Lagerkapazität.

An den Modulen 5,6 und 7 bzw. den Adapterstücken 2 und 4 sind Halter 8 und Anschraubpunkte 16 vorgesehen, an welchen verschiedene Anbauteile, wie z. B. die Mittelkonsole 12, be- festigbar sind.

Die Schnittstellen 3 an den Adapterstücken 2 und 4 sowie den jeweiligen Modulen 5,6 und 7 sind jeweils identisch ausge- bildet und miteinander kompatibel.

Die Adapterstücke 2 und 4 reichen über die gesamte Höhe der einzelnen Module 5,6 und 7 und sind derart ausgestaltet, dass sie die Form und Kontur sowie bestimmte Funktionen, wie z. B. den Luftkanal 13, fortführen.

Der Querträger 9 kann sowohl als Rohrtragwerk, als Hybrid- Tragwerk 11 oder als selbstragende Brüstung 17 ausgebildet sein.