DE102007032481A1

DE102007032481A1 - Fahrzeugaufbau

Info

Publication number: DE102007032481A1
Application number: DE200710032481
Authority: DE
Inventors: Steffen Meier
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2007-07-12
Filing date: 2007-07-12
Publication date: 2009-01-15
Also published as: ITMI20080829A1; RU2467906C2; RU2008128379A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugaufbau mit einem Cockpitquerträger (3), der eine Aufnahmekonsole (4) für eine Lenksäule umfasst, und mit einer den Querträger (3) und einen vom Querträger (3) beabstandeten Windlaufquerträger (12) verbindenden Abstützung (5). Um die Reparaturfreundlichkeit zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass die Abstützung (5) mit der Aufnahmekonsole (4) im Bereich zwischen dem Querträger (3) und dem Windlauf (2) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugaufbau mit einem Cockpitquerträger gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Aus dem Serienfahrzeugbau ist bekannt, zur Abstützung des Cockpitquerträgers Verbindungsstreben zwischen der tragenden Struktur und dem Cockpitquerträger vorzusehen.
Insbesondere aus der DE 102 31 717 A1 ist eine Abstützungsstrebe zwischen einem Querträger und einem Windlauf bekannt. Mittels eines Knotenelements wird die Abstützungsstrebe starr an den Windlauf angebunden. Diese starre Anbindung dient dazu, Schwingungen am Lenkrad der Lenksäule zu unterbinden.
Aufgrund der notwendigen Zugänglichkeit zur Verschraubung vom Motorraum aus sowie des Einschäumen des Knotenelements gestaltet sich die Demontage der Abstützungsstrebe im Reparaturfall schwierig.
Es besteht daher die Aufgabe der Erfindung darin, unter Beibehaltung der versteifenden Wirkung einen gattungsgemäßen Fahrzeugaufbau montage- bzw. demontagefreundlicher zu gestalten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
Ein erfindungsgemäßer Fahrzeugaufbau weist einen Cockpitquerträger auf, der eine Aufnahmekonsole für eine Lenksäule umfasst. Der Cockpitquerträger ist durch eine Abstützung mit einem – in Fahrtrichtung gesehen – vor dem Querträger angeordneten Windlaufquerträger verbunden. Da die Abstützung mit der Aufnahmekonsole im Bereich zwischen dem Querträger und dem Windlaufquerträger verbunden ist, ist diese Verbindungsstelle insbesondere vom Fahrzeuginnenraum her besonders gut zugänglich. Daher kann im Reparaturfall diese Verbindung gelöst werden, ohne dass beispielsweise die Windschutzscheibe ausgebaut werden muss, um an die Verbindungsstelle zwischen Abstützung und Windlaufquerträger heranzukommen. Außerdem kann die Verbindungsstelle zwischen der Abstützung und der Konsole so ausgelegt sein, dass sie beim Crash gezielt versagt, so dass unzulässige Verschiebungen der Lenksäule in den Fahrgastinnenraum verhindert werden.
Da die Abstützung zumindest in teilweiser Überdeckung mit der Aufnahmekonsole angeordnet sein kann, lässt sich eine Trennebene bilden, innerhalb der die Abstützung gegenüber der Konsole verschoben werden kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform sind in dem Überdeckungsbereich zwischen der Konsole und der Abstützung Befestigungsmittel, vorzugsweise Schrauben, vorgesehen.
Wenn die Befestigungsmittel bei Einwirkung einer definierten Belastung versagen, kann sich kein Kraftpfad vom Windlaufquerträger zum Cockpitquerträger aufbauen.
Eine besonders steife Verbindung kann erreicht werden, wenn die Abstützung ein nach unten offenes U-Profil ist, wobei zwischen der Konsole und der Abstützung ein tragender Querschnitt gebildet ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung können die Abstützung und die Konsole ineinander teleskopierbar sein. Kommt es zu einer Krafteinwirkung entgegen der Fahrtrichtung, so wird beispielsweise die Abstützung in eine entsprechende Aufnahme der Konsole verschoben.
Für das teleskopartige Einschieben der Abstützung in die Aufnahme der Konsole kann die Abstützung über ihre Länge ein konstantes Profil aufweisen. Es ist jedoch auch denkbar, dass beim Verschieben zusätzlich Energie abgebaut wird.
Ein Profil mit konstantem Querschnitt lässt sich mit einem Strangpressprofil darstellen. Dabei kann die Stellung der Wände zueinander und deren Materialdicke individuell auf das Fahrzeug, das Package, die Steifigkeits- und Crashanforderungen angepasst werden. Damit ist bei gleichem Lenkstrang baureihenübergreifend ein modularer Aufbau des Cockpittragrahmens im Bereich der Lenkungsanbindung möglich. Der tragende Querschnitt wird in diesem Ausbildungsbeispiel durch die Abstützung selbst gebildet.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung wird die Aufnahme für die Abstützung durch eine Profilhalbschale gebildet, die auf der Konsole befestigt ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugaufbaus im Bereich des Cockpits schräg von unten,
2 eine Ansicht von oben auf den Fahrzeugaufbau gemäß 1,
3 eine Seitenansicht des Fahrzeugaufbaus gemäß 1,
4 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausgestaltungsform der Erfindung von schräg oben,
5 die Ansicht gemäß 4 in einer Explosionsdarstellung,
6 eine Längsschnittdarstellung gemäß Linie VI-VI in 4,
7 eine Querschnittsdarstellung gemäß Linie VII-VII in 4,
8 eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Darstellung einer dritten Ausführungsform in einer Ansicht schräg von oben,
9 eine Längsschnittdarstellung gemäß Linie IX-IX in 8 sowie
10 einen Querschnitt der Abstützung gemäß Linie X-X in 8.
Die 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung. In 1 ist eine perspektivische Ansicht von schräg unten auf einen Ausschnitt einer Fahrzeuganordnung 1 dargestellt.
Im Fahrzeugaufbau 1 eines Kraftfahrzeugs ist – in Fahrtrichtung F gesehen – vorderseitig ein Windlaufquerträger 2 und ein Cockpitquerträger 3 angeordnet, die mit ihren freien Enden beidseitig am Fahrzeugaufbau, z. B. an den beiden A-Säulen, befestigbar sind, was nicht näher dargestellt ist. Am Cockpitquerträger 3 ist eine Konsole 4 zur Aufnahme einer ebenfalls nicht dargestellten Lenksäule vorgesehen. Zwischen dem Cockpitquerträger 3 und dem Windlaufquerträger 2 ist zudem eine Abstützung 5 angeordnet, die einerseits an der Konsole 4 befestigt ist und andererseits mit dem Windlaufquerträger 2 verbunden ist.
Die Konsole 4 kann als Aluminium-Druckgussteil, aber auch als Blechpressteil mit verschraubten Strangpressprofil ausgeführt sein. Die Konsole 4 umfasst an ihrer Oberseite 6 eine Aussparung 7, die dem Querschnitt des Querträgers 3 angepasst ist und die sich quer zur Fahrtrichtung über die gesamte Breite der Konsole 4 erstreckt. Der Querträger 3 ist im Bereich der Aussparung 7 mit der Konsole 4 verschweißt.
Die Seitenwände 8 und 9 der Konsole 4 sind trapezförmig ausgestaltet und über Querrippen 10, 11 miteinander verbunden. Parallel zu den Seitenwänden 8 und 9 verlaufen mehrere Längsrippen 12, 13, 14, die sich zumindest teilweise über die Länge der Konsole 4 erstrecken.
Zur Versteifung der Konsole 4 sind Diagonalrippen 15 und 16 vorgesehen. An die vordere Stirnwand 17 ist eine Aufnahme 18 für die nicht dargestellte Lenksäule angebracht. Die Unterseite 19 ist mit Anbindungsstellen 20 für die Befestigung der Lenksäule versehen.
Die Abstützung 5 kann ebenfalls ein Druckgussteil, Blechpressteil oder Strangpressprofil sein und weist eine verrippte Unterseite 21 auf. Mit dieser Unterseite 21 liegt die Abstützung 5 zumindest teilweise auf der Oberseite 6 der Konsole 4 auf und bildet eine Trennebene T. An ihrer dem Windlaufquerträger 2 zugewandten Seite sind Durchgangsbohrungen 22, 23 eingebracht, um die Abstützung 5 mit dem Windlaufquerträger 2 zu verschrauben. Dazu weist auch der Windlauf 2 an den entsprechenden Stellen Bohrungen 29 und 30 auf.
Die Abstützung 5 liegt mit einem, dem Querträger 3 zugewandten Bereich in Überdeckung mit einem Teilbereich der Konsole 4. In diesem Überdeckungsbereich sind Durchgangsbohrungen 24 und 25 deckungsgleich in der Konsole 4 und in der Abstützung 5 vorgesehen. Um die Konsole 4 mit der Abstützung 5 zu verbinden, durchsetzen Schrauben 26 und 27 die Durchgangsbohrungen 24 und 25.
Die Schrauben 26, 27 können so ausgelegt sein, dass sie bei einer definierten Scherbelastung gezielt versagen, so dass die Verbindung gelöst und der Kraftfahrt zum Querträger bzw. zur Lenksäule unterbrochen ist. Es können selbstverständlich auch mehr als zwei Schrauben verwendet werden. Wichtig ist, dass die Verbindung bei einer definierten Scherbelastung versagt, unabhängig davon, wie die Verbindung hergestellt ist.
Zu Reparaturzwecken sind die Schrauben vom Innenraum her entweder von oben oder von unten gut zugänglich, so dass nach Lösen und Entfernen der Schrauben die Abstützung 5 im Fahrzeug verbleibt, während die Konsole 4 zusammen mit dem Querträger 3 aus dem Fahrzeug entfernt werden kann.
Die Verschraubung zwischen der Abstützung 5 und dem Windlaufquerträger 2 braucht im Reparaturfall nicht gelöst zu werden.
Eine zweite Ausgestaltungsform der Erfindung geht aus den 4 bis 7 hervor. Gleiche Bezugsziffern bezeichnen gleiche Bauteile. Auch hier weist die Konsole 4' eine Aussparung 7' auf, die dem Querschnitt des Querträgers 3 angepasst ist und deren Randbereiche mit dem Querträger 3 verschweißt sind. Im Unterschied zur ersten Ausgestaltungsform weist die Abstützung 5' ein nach unten offenes U-Profil auf, so dass sich in Verbindung mit den Seitenwänden 8' und 9' der Konsole 4' ein Hohlprofilquerschnitt ergibt. Dadurch wird ein tragender Querschnitt 31 geschaffen, der in 7 schraffiert dargestellt ist. Dieser tragende Querschnitt 31 trägt zur Versteifung der Verbindung zwischen dem Querträger 3 und dem im in 4 bis 7 nicht dargestellten Windlaufquerträger 2 bei und dient unter anderem auch zur Aufnahme von Toleranzausgleichselementen. Die Schweißverbindung zwischen der Konsole 4' und der Abstützung 5' kann so ausgelegt sein, dass sie bei Einwirkung einer entsprechend großen Kraft versagt.
Eine dritte Ausgestaltungsform der Erfindung zeigen die 8 und 9. Hier sind die Abstützung 5'' und die Konsole 4'' ineinander teleskopierbar ausgeführt. Dazu weist die Abstützung 5'' ein rechteckiges Profil 32 auf, das in eine Profilhalbschale 33, die auf der Konsole 4'' befestigt ist, passt. Die nach unten offene Profilhalbschale 33 ist auf der Oberseite 6 der Konsole 4'' verschweißt. Zudem kann die Profilhalbschale 33 auch noch am Querträger 3 verschweißt werden. Im Falle einer Krafteinwirkung gemäß Pfeilrichtung F in 8 reißen die Verbindungsstellen zwischen der Abstützung 5'' und der Profilhalbschale 33 bzw. der Konsole 4'' bei einer vorbestimmten Kraft aus, so dass sich die Abstützung 5'' in die Profilhalbschale 33 hinein verschieben kann. Auch hier ist, wie insbesondere aus 9 zu sehen ist, ein tragender Querschnitt 35 zwischen der Abstützung 5'' und der Konsole 4'' gebildet.
Die Abstützung 5'' ist als Strangpressprofil ausgebildet, so dass sich ein konstanter Querschnitt über die Länge der Abstützung 5'' ergibt. Der Querschnitt besteht aus drei rechteckigen Profilkammern 36, 37 und 38, die miteinander verbunden sind. Je nach Anforderungen an die Steifigkeit oder das Crashverhalten kann das Profil entsprechend ausgestaltet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10231717 A1 [0003]

Claims

Fahrzeugaufbau mit einem Cockpitquerträger (3), der eine Aufnahmekonsole (4, 4', 4'') für eine Lenksäule umfasst, und mit einer den Querträger (3) und einen vom Querträger (3) beabstandeten Windlaufquerträger (2) verbindenden Abstützung (5, 5', 5''), dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung (5, 5', 5'') mit der Aufnahmekonsole (4, 4', 4'') im Bereich zwischen dem Querträger (3) und dem Windlauf (2) verbunden ist.
Fahrzeugaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung (5) zumindest in teilweiser Überdeckung mit der Aufnahmekonsole (4) angeordnet ist, wobei eine Trennebene (T) gebildet ist.
Fahrzeugaufbau nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Überdeckungsbereich zwischen der Konsole (4) und der Abstützung (5) Befestigungsmittel vorgesehen sind.
Fahrzeugaufbau nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel bei Einwirkung einer definierten Belastung versagen.
Fahrzeugaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung (5') ein nach unten offenes U-Profil ist, wobei zwischen der Konsole (4') und der Abstützung (5') ein tragender Querschnitt (31) angeordnet ist.
Fahrzeugaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung (5'') und die Konsole (4'') ineinander teleskopierbar sind.
Fahrzeugaufbau nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung (5'') über ihre Länge ein konstantes Profil aufweist.
Fahrzeugaufbau nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung ein Strangpressprofil ist.
Fahrzeugaufbau nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Profilhalbschale (33) auf der Konsole (4'') befestigt ist, wobei die Abstützung (5'') in die Profilhalbschale (33) teleskopierbar ist.