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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Schalttafelmodul und einem Fahrzeugrohbau. Der Fahrzeugrohbau stellt die Struktur oder das Gerüst des Kraftfahrzeugs dar. Ein Schalttafelmodul wird in einen solchen Fahrzeugrohbau im Frontbereich vor den Fahrzeugsitzen für Fahrer und Beifahrer eingebaut, um beispielsweise eine Schalttafel und/oder eine Mittelkonsole bereitzustellen. Zu der Erfindung gehört auch ein Querträger, der im Fahrzeugrohbau verbaut sein kann, um beispielsweise das Schalttafelmodul im Fahrzeugrohbau zu tragen oder dieses dort befestigen zu können.
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Ein solcher Querträger ist beispielsweise in der
DE 10 2014 019 023 A1 beschrieben. Ein Querträger ist ein Strukturbauteil, das zur Stabilität oder Struktur des Fahrzeugrohbaus beiträgt. In der genannten Druckschrift ist beschrieben, dass in einem Hohlraum eines solchen Querträgers elektrische Bauteile eingebaut sein können, sodass der Querträger gleichzeitig als Gehäuse für ein elektronisches Gerät dient. Hierdurch können Querträger und elektronisches Gerät platzsparend im Bereich unter dem Schalttafelmodul angeordnet werden. Allerdings erfordert dies einen speziellen Herstellungsprozess, da in dem Querträger die elektronischen Bauteile in den Hohlraum eingebaut werden müssen. Auch eine Reparatur des elektronischen Geräts ist hierdurch aufwendig.
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Ein mögliches elektronisches Gerät, das in einem Schalttafelmodul bereitgestellt sein kann, ist ein Anzeigegerät mit einem verfahrbaren Bildschirm, wie er beispielsweise aus der
DE 10 2006 025 383 B3 bekannt ist. Aufgrund des geringen Bauraums innerhalb des Schalttafelmoduls muss ein solcher Bildschirm sehr kompakt gelagert sein, wenn er in das Schalttafelmodul eingefahren ist. Daher ist eine sehr aufwendige Mechanik zum Ausfahren und Einfahren des Bildschirms notwendig.
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In der
DE 10 2018 208 250 B3 ist beschrieben, wie ein verfahrbarer Bildschirm in einem Schalttafelmodul kompakt gelagert werden kann, indem der Bildschirm faltbar gemacht wird. Diese Lösung ist somit nur für faltbare Bildschirme interessant.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im Bereich eines Schalttafelmoduls eines Kraftfahrzeugs ein Anzeigegerät bereitzustellen, welches einen ausfahrbaren Bildschirm aufweist, der aus dem Schalttafelmodul ausgefahren und darin wieder versenkt werden kann.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.
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Durch die Erfindung ist ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, das in der an sich bekannten Weise einen Fahrzeugrohbau aufweist, in welchen ein Schalttafelmodul eingebaut oder eingesetzt sein kann. In dem Fahrzeugrohbau ist ein Querträger bereitgestellt, durch welchen in dem Kraftfahrzeug eine linke Seitenwandung oder A-Säule des Fahrzeugrohbaus einerseits und eine rechte Seitenwandung oder A-Säule des Fahrzeugrohbaus andererseits miteinander verbunden sind. Zusätzlich oder alternativ zu der Verbindung kann an dem Querträger das Schalttafelmodul angeordnet sein. Das Schalttafelmodul ist dabei von einem Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeugs aus sichtbar, das heißt ein Fahrzeugpassagier kann von dem Schalttafelmodul eine Oberfläche sehen.
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Durch das Schalttafelmodul kann entsprechend beispielsweise eine Instrumententafel und/oder eine Mittelkonsole realisiert sein. In dem Schalttafelmodul ist hierzu ein ausfahrbares Anzeigegerät bereitgestellt, das heißt eine Aktuatoreinrichtung ist dazu eingerichtet, einen Bildschirm des Anzeigegeräts zwischen einem ausgefahrenen Zustand und einem eingefahrenen Zustand zu bewegen. In dem ausgefahrenen Zustand ragt der Bildschirm aus dem Schalttafelmodul heraus in den Fahrzeuginnenraum hinein, in dem eingefahrenen Zustand ist der Bildschirm teilweise oder ganz in das Schalttafelmodul eingefahren. Diese Bewegung kann durch die Aktuatoreinheit in Abhängigkeit von einem Steuersignal erzeugt werden, das beispielsweise durch ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs erzeugt werden kann, um den Bildschirm beispielsweise bei einem Start des Kraftfahrzeugs auszufahren und/oder beim Abschalten des Kraftfahrzeugs den Bildschirm einzufahren.
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Wie bereits ausgeführt, kann der Bauraum innerhalb oder unterhalb des Schalttafelmoduls begrenzt oder eng sein. Insbesondere kann der Querträger, der sich aus Sicht eines Fahrzeugpassagiers hinter und/oder unter dem Schalttafelmodul befindet, einen Bauraumbereich beanspruchen, in welchem der Bildschirm und/oder die Aktuatoreinheit untergebracht oder angeordnet werden sollen.
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Um unterhalb oder innerhalb des Schalttafelmoduls Bauraum sowohl für den Querträger als auch für das Anzeigegerät (oder zumindest den Bildschirm des Anzeigegeräts) zu erhalten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in dem Querträger ein Schacht ausgebildet ist und der Bildschirm zumindest teilweise in dem Schacht angeordnet ist. Der Bildschirm befindet sich ganz oder teilweise in dem Schacht jeweils: während des eingefahrenen Zustands und/oder des ausgefahrenen Zustands und/oder während des Bewegung zwischen dem eingefahrenen und dem ausgefahrenen Zustand.
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Eine Einbaulage des Querträgers kann beispielsweise dadurch erzwungen sein, dass durch den Querträger eine Lenkung und/oder ein Airbag des Kraftfahrzeugs gehalten werden soll. Somit kann die Position des Querträgers unter oder innerhalb des Schalttafelmoduls festgelegt sein. Damit der Querträger nicht „im Weg“ ist, wenn es um das Bewegen oder Positionieren des Bildschirms des Anzeigegeräts geht, ist erfindungsgemäß also vorgesehen, dass derjenige Bereich des Querträgers, welcher dem Bildschirm „im Weg“ wäre, ausgehöhlt oder ausgespart ist, indem der Querträger einen Schacht aufweist, in welchem der Bildschirm zumindest teilweise angeordnet sein kann, wenn er eingefahren und/oder ausgefahren ist und/oder aktuell bewegt wird.
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Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass der Querträger innerhalb oder unterhalb des Schalttafelmoduls bereitgestellt werden kann und dennoch Bauraum zum Anordnen des Bildschirms zur Verfügung steht. Hierdurch kann der Bildschirm beispielsweise auch als starrer Bildschirm, das heißt nicht-faltbarer Bildschirm, ausgestaltet sein, wenn dies gewünscht ist.
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Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Der Schacht in dem Querträger muss nicht dazu führen, dass die Stabilität und/oder Steifigkeit des Querträgers beeinträchtigt wird. Vielmehr kann der Querträger hierdurch sogar zusätzliche Steifigkeit erlangen. Hierzu ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass der Schacht Innenwände aufweist, durch welche in dem Querträger eine Oberseite des Querträgers und eine Unterseite des Querträgers verbunden sind. Mit anderen Worten ist zusätzlich zu der Querträger-Außenwand auch noch innerhalb des Schachtes zumindest eine zusätzliche Innenwand eingezogen. Eine solche Innenwand kann als zusätzliche Verstärkung für den Querträger wirken, wie es von sogenannten Schottwänden für Querträger bereits bekannt ist. Durch Bereitstellen zumindest einer zusätzlichen Wand im Schacht kann insbesondere die Biegesteifigkeit des Querträgers gesteigert werden im Vergleich zu einem Querträger mit einem Schacht ohne Innenwand.
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In einer Ausführungsform ist durch den Querträger auch die Aktuatoreinheit in dem Schalttafelmodul gehalten. Mit anderen Worten wird der Querträger in vorteilhafter Weise dazu genutzt, die Aktuatoreinheit in dem Kraftfahrzeug zu halten. Da der Querträger mit dem Fahrzeugrohbau verbunden sein kann, ergibt sich hierdurch über den Querträger eine direkte Verbindung oder Befestigung an den Seitenwänden oder A-Säulen. Dies steigert die Vibrationssteifigkeit, sodass der Bildschirm in dem Fahrzeuginnenraum im ausgefahrenen Zustand auch während einer Fahrt ruhig oder vibrationsarm gehalten ist.
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In einer Ausführungsform ist der Bildschirm zwischen drehbar gelagerten Walzen, beispielsweise Gummiwalzen, und/oder zwischen Rädern, beispielsweise gummierten Rädern oder Zahnrädern, gehalten. Die Lager für die drehbare Lagerung der Walzen und/oder Räder sind durch den Querträger gehalten. Mit anderen Worten kann auch der Bildschirm gegen Vibrationen gestützt sein, indem er zwischen Walzen und/oder Räder eingefasst ist, die direkt über den Querträger ebenfalls direkt mit den Seitenwänden und/oder A-Säulen des Kraftfahrzeugs verbunden sind.
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In einer Ausführungsform ist an dem Querträger das Schalttafelmodul befestigt. Mit anderen Worten kann sogar das Schalttafelmodul durch den Querträger getragen oder gehalten sein. Somit kann auch beispielsweise ein Spalt oder eine Durchgangsöffnung, durch welche hindurch der Bildschirm durch eine Oberfläche des Schalttafelmoduls ausgefahren und eingefahren wird, relativ zum Bildschirm ruhig gehalten werden. Damit kann ein Spaltmaß zwischen Oberfläche oder Durchgangsöffnung des Schalttafelmoduls einerseits und Bildschirm andererseits eingehalten werden.
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In einer Ausführungsform ist der Querträger als Blechschalenteil ausgestaltet. Hierdurch kann der Schacht nachträglich in den Querträger geschnitten oder gestanzt werden, und es muss hierbei nur eine Außenwand des Querträgers, nämlich das Blech, durchtrennt werden. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass der Querträger als Druckgussteil ausgestaltet ist, wodurch dann der Schacht in vorteilhafter Weise direkt durch die Gussform festgelegt werden kann.
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In einer Ausführungsform weist die Aktuatoreinheit zum Verfahren des Bildschirms einen Linearmotor auf. Ein Linearmotor weist den Vorteil auf, dass er auf dem Bildschirm einen Hebelarm hat, der für alle Stellungen des Bildschirms gleich stabil gewählt werden kann. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Aktuatoreinheit einen Spindelantrieb aufweisen, was den Vorteil hat, dass nur die Spindel räumlich bewegt werden muss, um den Bildschirm zu verfahren. Die Aktuatoreinheit braucht keinen räumlichen Verfahrweg für beispielsweise einen elektrischen Läufer eines Elektromotors. Dieser kann vielmehr als Drehmotor ausgestaltet sein.
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In einer Ausführungsform ist der Schacht als Sackloch ausgestaltet, das heißt der Schacht stellt keine Durchgangsöffnung durch den Querträger hindurch dar, sondern endet im Querträger. Somit kann der Querträger auch als Schutz für den Bildschirm genutzt werden. Alternativ dazu ist in einer Ausführungsform der Schacht als Durchgangsöffnung ausgestaltet, was den Vorteil hat, dass in dem Schalttafelmodul auch ein „langer Bildschirm“ angeordnet sein kann, also ein Bildschirm, der eine Bildschirmhöhe aufweist, die größer ist als ein Durchmesser des Querträgers.
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In einer Ausführungsform sind eine Innenkontur des Schachts und eine Außenkontur des Bildschirms einander korrespondierend ausgestaltet. Die Form des Schachts entspricht also der Form des Bildschirms. Mit anderen Worten kann der Schacht den Bildschirm mit einer konstanten Spaltbreite umgeben oder einfassen, wobei unter „konstanter Spaltbreite“ eine Spaltbreite zu verstehen ist, die entlang des Umfangs des Bildschirms oder des Verlaufs des Spalts um höchstens 20 Prozent, insbesondere höchstens 10 Prozent, schwankt. Die Spaltbreite kann beispielsweise in einem Bereich von 0,3 Zentimeter bis 1 Zentimeter liegen.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus ausgestaltet.
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Um das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug bereitzustellen, muss für den Fahrzeugrohbau ein Querträger mit Schacht bereitgestellt sein. Ein solcher Querträger ist ebenfalls Bestandteil der Erfindung und er ist dazu eingerichtet, eine linke Seitenwandung oder A-Säule des Fahrzeugrohbaus des Kraftfahrzeugs einerseits und eine rechte Seitenwandung oder A-Säule des Fahrzeugrohbaus des Kraftfahrzeugs andererseits zu verbinden. Der Querträger weist den besagten Schacht auf, welcher von zumindest einer Außenseite des Querträgers zugänglich ist. Ist er nur von einer Außenseite zugänglich, so handelt es sich um das besagte Sackloch, ist er durch den Schacht durchgehend, also von einer Oberseite des Querträgers zu einer Unterseite, so handelt es sich um die besagte Durchgangsöffnung.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Querträgers, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Querträgers hier nicht noch einmal beschrieben.
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Die Erfindung umfasst auch solche Implementierungen oder Vorrichtungen, in welchen die Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen kombiniert sind.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht eines Schalttafelmoduls einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs;
- 2 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht eines Anzeigegeräts mit ausgefahrenem Bildschirm, wie es in dem Schalttafelmodul von 1 bereitgestellt sein kann;
- 3 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch einen Innenraum des Schalttafelmoduls mit dem Bildschirm ein eingefahrener Stellung; und
- 4 eine schematische Darstellung des Querschnitts von 3, wobei der Bildschirm in dem ausgefahrenen Zustand dargestellt ist.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt von einem Kraftfahrzeug 10 einen Fahrzeuginnenraum 11, wie er sich beispielsweise aus einer Perspektive eines Fahrers ergeben kann. Dargestellt ist, wie in einem Bereich unterhalb einer Frontscheibe oder Windschutzscheibe 12 ein Schalttafelmodul 13 in dem Kraftfahrzeug 10 eingebaut oder bereitgestellt sein kann. Durch das Schalttafelmodul 13 kann eine vom Fahrzeuginnenraum 11 erreichbare oder diese abgrenzende Verkleidungsfläche oder Oberfläche 14 bereitgestellt sein, die beispielsweise ein Bestandteil eines Schalttafelmoduls und/oder einer Mittelkonsole sein kann. Unterhalb und/oder innerhalb des Schalttafelmoduls 13 kann ein Querträger 15 bereitgestellt oder angeordnet sein, welcher beispielsweise eine in 1 dargestellte rechte A-Säule 16 des Kraftfahrzeugs 10 mit einer linken (nicht dargestellten) A-Säule des Kraftfahrzeugs 10 verbinden kann.
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In dem Schalttafelmodul 13 kann ein Anzeigegerät 17 bereitgestellt sein, von welchem in 1 ein ausfahrbarer Bildschirm 18 dargestellt ist. Der Bildschirm 18 kann durch einen Schlitz oder eine Öffnung 19 der Oberfläche 14 des Schalttafelmoduls 13 in den Fahrzeuginnenraum 11 hineingefahren oder ausgefahren werden. 1 zeigt den Bildschirm 18 in einem eingefahrenen Zustand S0, in welchem der Bildschirm 18 ganz oder teilweise in dem Schalttafelmodul 13 versenkt ist. Im eingefahrenen Zustand S0 kann die Anzeigefläche 20 in dem Schalttafelmodul 13 versenkt oder angeordnet sein, wodurch sie beispielsweise vor einer Beschädigung geschützt sein kann.
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1 zeigt des Weiteren , wie im eingefahrenen Zustand S0 der Bildschirm 18 derart tief oder weit in das Schalttafelmodul 13 eingefahren oder versenkt sein kann, dass der Bildschirm 18 in den Querträger 15 hinein- und/oder durch diesen hindurchragt. Hierzu kann der Querträger 15 einen Schacht 21 aufweisen, in welchen hinein und/oder durch welchen hindurch der Bildschirm 18 bewegt oder geführt werden kann.
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Eine Kontur eines Randes oder einer Innenkontur 22 des Schachts 21 kann mit einer Umfangskontur des Bildschirms 18 korrespondieren, sodass entlang des Umfangs oder entlang der Innenkontur 22 ein Spaltmaß zwischen Schacht 21 und Bildschirm 18 in der beschriebenen Weise konstant sein kann.
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2 zeigt den Bildschirm 18 in einem ausgefahrenen Zustand S1, insbesondere kann es sich um einen vollständig ausgefahrenen Zustand S1 handeln. Im ausgefahrenen Zustand S1 kann von einem Fahrzeugpassagier des Kraftfahrzeugs 10 eine Anzeigefläche 20 des Bildschirms 18 betrachtet oder gesehen werden.
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3 und 4 veranschaulichen jeweils einen Querschnitt, wobei 3 den eingefahrenen Zustand S0 und 4 den ausgefahrenen Zustand S1 veranschaulicht. Das Anzeigegerät 17 kann zusätzlich zu dem Bildschirm 18 eine Aktuatoreinheit 23 vorsehen, durch welche der Bildschirm 18 in dem Schalttafelmodul 13 zwischen der eingefahrenen Stellung oder dem eingefahrenen Zustand S0 und der ausgefahrenen Stellung oder dem ausgefahrenen Zustand S1 bewegt oder verfahren werden kann. Die Aktuatoreinheit 23 kann hierzu einen elektrischen Motor 24 aufweisen, der beispielsweise ein Linearmotor sein kann und/oder einen Spindelantrieb mit einer Spindel 25 vorsehen kann. Die Aktuatoreinheit 23 kann durch ein Steuersignal 26 gesteuert sein, das beispielsweise von einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs erzeugt werden kann. Die Aktuatoreinheit 23 kann über eine mechanische Befestigung 27 (in 3 lediglich symbolisch dargestellt) an dem Querträger 15 gehalten sein.
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In 3 ist des Weiteren dargestellt, wie über eine mechanische Halterung 28 auch das Schalttafelmodul 13 an dem Querträger 15 gehalten sein kann.
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Für den Bildschirm 18 können Walzen 29 und/oder Räder 30 vorgesehen sein, durch welche der Bildschirm 18 in Bezug auf eine horizontale Bewegung gestützt werden kann, damit der Bildschirm 18 beispielsweise bei einer Vibration, wie sie während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs 10 verursacht werden kann, nicht wackelt oder scheppert. Lager 31 der Walze 29 und/oder Räder 30 können an dem Querträger 15 gehalten sein.
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Durch den Schacht 21 muss es zu keiner Reduzierung der Biegesteifigkeit oder Stabilität des Querträgers 15 kommen. Vielmehr kann durch Vorsehen von zusätzlichen Innenwänden 32 im Schacht 21 die Biegesteifigkeit sogar im Vergleich zu einem hohlen Querträger 15 vergrößert werden. Eine Innenwand 32 kann beispielsweise als ein Blech ausgestaltet sein, das eine Oberseite 33 des Querträgers mit einer Unterseite 34 des Querträgers 15 durch einen Innenraum des Querträgers 15 hindurch verbindet.
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4 veranschaulicht korrespondierend zu 2 die ausgefahrene Stellung S1 des Bildschirms 18 in der Darstellungsweise entsprechend 3.
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Ein Bildschirm oder Display im Kraftfahrzeug kann somit grösser sein als der Bauraum, der auf nur einer Seite des Querträgers verfügbar ist. Zudem kann er bei der Konstruktion des Kraftfahrzeugs an einer frei wählbaren Stelle in einem Fahrzeugcockpit positioniert werden. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, das Display/den Bildschirm in Bezug auf den vom Fahrzeuginnenraum sichtbaren Anteil variabel zu gestalten, also ihn ein- und ausfahrbar auszuführen und dabei auch an einer Zwischenposition anzuhalten oder zu halten.
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Das derart ausfahrbare Display hat nun innerhalb des Schalttafelpackages oder Schalttafelmoduls zusätzlichen Raum und ist damit beliebig positionierbar.
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Vorgeschlagen wird hierzu eine Trag- und Montagestruktur für ausfahrbare Displays, bei der ein Modulquerträger (MQT) oder Querträger mit einem Durchbruch für das Durchführen des ausfahrbaren Displays versehen wird. Bei entsprechender Auslegung verliert der MQT seine Festigkeit und weiteren Eigenschaften nicht. Weiterhin kann der MQT genutzt werden, um das Display samt Kinematik (Aktuatoreinheit) an einer festen Fahrzeugstruktur zu befestigen. Somit kann eine packageoptimierte Integration von MQT und Display/-kinematik erreicht werden. Es ergibt sich eine neue Positioniermöglichkeit im Cockpit eines Kraftfahrzeugs.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie eine Anordnung für ein ausfahrbares Display (Bildschirm) bereitgestellt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014019023 A1 [0002]
- DE 102006025383 B3 [0003]
- DE 102018208250 B3 [0004]
