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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft einen Instrumentenbrettquerträger zur Verwendung z. B. in
Automobilen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
eines Instrumentenbrettquerträgers
zur Verwendung z. B. in Automobilen.
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Hintergrund der Technik
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In
jedem Automobil spannt sich ein Instrumentenbrettquerträger zwischen
den A-Säulen,
die auf beiden Seiten des Automobils in Breitenrichtung beabstandet
angeordnet sind. Der Instrumentenbrettquerträger stützt das Wellenteil der Lenkeinheit ab.
Angesichts dessen kann die Steifigkeit des Instrumentenbrettquerträgers erhöht werden,
um das Wellenteil steifer abzustützen.
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Um
die Steifigkeit des Instrumentenbrettquerträgers zu erhöhen, kann der Querschnitt des
Instrumentenbrettquerträgers
vergrößert werden.
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Die
meisten Instrumentenbrettquerträger sind
aber durch ein Rohr gebildet. Das Rohr ist durch Strangpressen hergestellt.
Gewöhnlich
hat ein durch Strangpressen hergestelltes Rohr einen Schnitt, der in
Axialrichtung gleichmäßig ist,
betrachtet man es in einer Ebene senkrecht zur Achse.
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Daher
besteht die Tendenz, daß ein
durch ein Rohr gebildeter Instrumentenbrettquerträger einen
Querschnitt hat, der groß genug
ist, die Welle einer Lenkeinheit steif und zuverlässig abzustützen.
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Der
so hergestellte Instrumentenbrettquerträger kann tatsächlich die
Lenkeinheit steifer abstützen.
Allerdings steigt sein Gewicht. Mit Zunahme seines Gewichts steigen
seine Herstellungskosten. Folglich ist die Gewichtszunahme des Instrumentenbrettquerträgers unerwünscht.
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Angesichts
dessen wurde ein Instrumentenbrettquerträger vorgeschlagen, der das
Wellenteil einer Lenkeinheit steifer abstützen kann, ohne sein Gewicht
so stark zu erhöhen.
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Insbesondere
weist dieser Instrumentenbrettquerträger ein Rohr mit einem großen Querschnitt
und ein Rohr mit einem kleinen Querschnitt auf. Das Rohr mit dem
großen
Querschnitt ist am Fahrersitz angeordnet. Das Rohr mit dem kleinen Querschnitt
ist am Beifahrersitz angeordnet. Einige Instrumentenbrettquerträger dieser
Art wurden vorgeschlagen.
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Ein
Instrumentenbrettquerträger
dieser Art weist ein Rohr auf, das einen großen Querschnitt hat, da es
am Fahrersitz anzuordnen ist und die Lenkeinheit steif abstützen muß. Daher
verbessert das Rohr die steife Abstützung der Lenkeinheit. Der
Instrumentenbrettquerträger
hat ein Rohr, das einen kleinen Querschnitt hat, da es am Beifahrersitz
anzuordnen ist und nicht so stark zum steifen Abstützen der
Lenkeinheit dient. Daher trägt
dieses Rohr dazu bei, das Gewicht des Instrumentenbrettquerträgers zu
reduzieren. Offenbart ist ein solcher Instrumentenbrettquerträger in der
JP-A-9-277961.
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Eines
der Rohre, die einen Instrumentenbrettquerträger dieser Art bilden, ist
im Durchmesser aufgedehnt oder zusammengedrückt, und die Rohre sind ineinandergepaßt. Dadurch
sind die beiden Rohre miteinander gekoppelt.
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Offenbarung der Erfindung
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Der
in der JP-A-9-277961 offenbarte Instrumentenbrettquerträger hat
ein Rohr, dessen Durchmesser aufgedehnt oder zusammengedrückt ist.
Daher ist das Rohr z. B. ein Eisenrohr, dessen Durchmesser aufgedehnt
oder zusammengedrückt
werden kann.
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Um
ein leichtes Gewicht zu haben, sollte ein Instrumentenbrettquerträger besser
z. B. aus einem Aluminiumrohr hergestellt sein, das leichter als
ein Eisenrohr ist.
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Allerdings
ist es schwierig, Aluminiumrohre aufzudehnen oder zusammenzudrücken. Daher kann
ein Aluminiumrohr kaum verwendet werden, um einen Instrumentenbrettquerträger der
in der JP-A-9-277961 offenbarten Art bereitzustellen.
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Somit
ist das Material von Rohren, das zur Herstellung des in der JP-A-9-277961
offenbarten Instrumentenbrettquerträgers verwendet werden kann, zwangsläufig eingeschränkt.
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Unerwünscht ist,
daß das
zur Herstellung von Instrumentenbrettquerträgern verwendete Rohrmaterial
eingeschränkt
ist, da dies die Freiheit verringert, das Gewicht von Instrumentenbrettquerträgern zu
reduzieren.
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Folglich
besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, einen Instrumentenbrettquerträger bereitzustellen,
der effektiv ein leichtes Gewicht hat.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstellung
eines Instrumentenbrettquerträgers
bereitzustellen, bei dem zwei Rohre mit unterschiedlichen Querschnitten
miteinander verbunden werden.
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Ein
erfindungsgemäßer Instrumentenbrettquerträger weist
ein erstes Rohr, ein Verbindungselement und ein zweites Rohr auf.
Das erste Rohr ist so konfiguriert, daß es eine Lenkeinheit abstützt. Das erste
Rohr hat einen Querschnitt, der in Axialrichtung gleichmäßig ist,
betrachtet man es in einer senkrechten Ebene zur Axialrichtung.
Das Verbindungselement ist in das erste Rohr eingesetzt und am ersten Rohr
fest angebracht bzw. befestigt. Das Verbindungselement beinhaltet
eine Aufnahmeeinheit. Das zweite Rohr ist in die Aufnahmeeinheit
des Verbindungselements eingesetzt, wodurch es am Verbindungselement
fest angebracht bzw. befestigt ist. Das zweite Rohr hat einen Querschnitt,
der in Axialrichtung gleichmä ßig ist,
betrachtet man es in einer senkrechten Ebene zur Axialrichtung.
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Im
so konfigurierten Instrumentenbrettquerträger können das erste Rohr und das
zweite Rohr gekoppelt sein, ohne ihre anstoßenden Enden zu verformen.
Genauer gesagt braucht das Ende des ersten Rohrs nicht im Durchmesser
zusammengedrückt
zu sein, oder das Ende des zweiten Rohrs braucht nicht aufgedehnt
zu sein.
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Daher
können
das erste und zweite Rohr aus Material hergestellt sein, das solcher
Verformung nicht widerstehen kann. So können sie Aluminiumrohre sein
und sind relativ leicht.
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Folglich
besteht keine Einschränkung
für die Materialien,
die für
das erste und zweite Rohr verwendet werden können. Dadurch steigt die Freiheit zum
Reduzieren des Gewichts des ersten und zweiten Rohrs.
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In
einer bevorzugten Konfiguration des Instrumentenbrettquerträgers hat
das erste Rohr mehrere Innenflächen,
die sich in Axialrichtung des ersten Rohrs erstrecken und die vom
ersten Rohr nach innen weisen, und das zweite Rohr hat mehrere Außenflächen, die
sich in Axialrichtung des zweiten Rohrs erstrecken und die vom zweiten
Rohr nach außen
weisen.
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Diese
Konfiguration ermöglicht,
das erste und zweite Rohr mit dem Verbindungselement an mehr Verbindungsabschnitten
als sonst zu koppeln. Daher können
die Rohre mit dem Verbindungselement fest gekoppelt sein.
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In
einer weiteren bevorzugten Konfiguration des Instrumentenbrettquerträgers ist
ein längliches Durchgangsloch
in mindestens einer der Innenflächen
des ersten Rohrs hergestellt und öffnet sich an der Außenumfangsfläche des
ersten Rohrs, und das Verbindungselement ist mit einem Rand des
Durchgangslochs gekoppelt und am ersten Rohr fest angebracht bzw.
befestigt.
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Mit
dieser Konfiguration ist der Verbindungsabschnitt zwischen dem Verbindungselement
und dem ersten Rohr lang. Da her kann das Verbindungselement mit
dem ersten Rohr fest gekoppelt sein.
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In
noch einer weiteren bevorzugten Konfiguration sind die Verbindungsabschnitte
zwischen dem ersten Rohr und dem Verbindungselement sowie die Verbindungsabschnitte
zwischen dem zweiten Rohr und dem Verbindungselement in Umfangsrichtung des
Verbindungselements abwechselnd angeordnet.
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Mit
dieser Konfiguration können
das erste Rohr und das zweite Rohr ausreichend steif gekoppelt sein,
was die Anzahl von Verbindungsabschnitten reduziert.
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In
einer weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Konfiguration sind die
Verbindungsabschnitte zwischen dem ersten Rohr und dem Verbindungselement
sowie die Verbindungsabschnitte zwischen dem zweiten Rohr und dem
Verbindungselement in einem Kreis um eine Axialrichtung des Verbindungselements
abwechselnd angeordnet.
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Mit
dieser Konfiguration sind das erste und zweite Rohr fester gekoppelt.
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In
einer weiteren erfindungsgemäßen Konfiguration
sind das erste und/oder zweite Rohr aus Aluminium hergestellt.
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Mit
dieser Konfiguration kann der Instrumentenbrettquerträger leicht
sein, kann mit geringen Kosten hergestellt werden und kann eine
verbesserte Maßgenauigkeit
von Komponenten haben.
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Ein
erfindungsgemäßes Verfahren
zur Herstellung eines Instrumentenbrettquerträgers ist so gestaltet, daß es einen
Instrumentenbrettquerträger herstellt,
der ein erstes Rohr, ein Verbindungselement und ein zweites Rohr
erfindungsgemäß aufweist.
Das erste Rohr ist so konfiguriert, daß es eine Lenkeinheit abstützt. Das
erste Rohr hat einen Querschnitt, der in Axialrichtung gleichmäßig ist,
betrachtet man es in einer senkrechten Ebene zur Axialrichtung.
Das Verbindungselement ist in das erste Rohr eingesetzt und am ersten
Rohr fest angebracht bzw. befestigt. Das zweite Rohr ist in die Aufnahmeeinheit des
Verbindungselements eingesetzt und am Verbindungselement fest angebracht
bzw. befestigt. Das zweite Rohr hat einen Querschnitt, der in Axialrichtung
gleichmäßig ist,
betrachtet man es in einer senkrechten Ebene zur Axialrichtung.
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Im
Verfahren zur Herstellung eines Instrumentenbrettquerträgers werden
das erste Rohr und das zweite Rohr durch Strangpressen geformt,
das zweite Rohr wird in die Aufnahmeeinheit des Verbindungselements
eingesetzt, das zweite Rohr und das Verbindungselement werden aneinander
befestigt, das Verbindungselement wird in das erste Rohr eingesetzt,
und das Verbindungselement wird am ersten Rohr befestigt, wodurch
ein Instrumentenbrettquerträger
gebildet wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Perspektivansicht des Frontabschnitts der Karosserie, der einen
Instrumentenbrettquerträger
gemäß einer
ersten Ausführungsform der
Erfindung hat;
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2 ist
eine Perspektivansicht des Instrumentenbrettquerträgers gemäß 1;
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3 ist
eine explodierte Perspektivansicht des Instrumentenbrettquerträgers gemäß 1;
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4 ist
eine Perspektivansicht des Instrumentenbrettquerträgers gemäß 1 und
zeigt das Verbindungselement des Instrumentenbrettquerträgers;
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5 ist
eine Vorderansicht des Instrumentenbrettquerträgers gemäß 1;
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6 ist
eine Schnittansicht des Instrumentenbrettquerträgers gemäß 4 an der
Linie F6-F6 gemäß 5;
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7 ist
eine Perspektivansicht des Verbindungselements gemäß 1 im
Blick von der Seite des vierten fixierten Teils;
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8 ist
eine Schnittansicht des Instrumentenbrettquerträgers gemäß 4 an der
Linie F8-F8 gemäß 5;
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9 ist
eine gemäß der weiteren
Ausführungsform
gezeigte Perspektivansicht des Verbindungsabschnitts des Verbindungselements
gemäß 1 im
Blick von der Seite des vierten fixierten teils; und
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10 ist
eine Perspektivansicht des Verbindungselements eines Instrumentenbrettquerträgers gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
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Anhand
von 1 bis 9 wird ein Instrumentenbrettquerträger gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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1 ist
eine Perspektivansicht des Frontabschnitts der Karosserie 22,
der einen Instrumentenbrettquerträger 10 gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung hat. Wie 1 zeigt, ist ein Paar A-Säulen 23 am
Frontteil 21 der Karosserie 22 befestigt. Die
A-Säulen 23 sind
in Breitenrichtung des Automobils so beabstandet, daß jede an
einer Seite der Karosserie 22 vorgesehen ist.
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Zwischen
den A-Säulen 23 ist
ein Instrumentenbrett 24 vorgesehen. Das Instrumentenbrett 24 ist in 1 mit
einer strichpunktierten Linie dargestellt. Der Instrumentenbrettquerträger 10 ist
im Instrumentenbrett 24 angeordnet. Der Instrumentenbrettquerträger 10 hält das Instrumentenbrett 24 und
verstärkt die
Karosserie 22.
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Der
Instrumentenbrettquerträger 10 ist
zwischen den A-Säulen 23 angeordnet.
Er erstreckt sich von einer A-Säule 23 zur
anderen A-Säule 23.
An beiden Enden wird der Instrumentenbrettquerträger 10 durch die A-Säulen 23 abgestützt.
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Eine
Lenkeinheit 26 ist an dem Teil 25 der Karosserie 22 vorgesehen,
das am Fahrersitz liegt. Die Lenkeinheit 26 weist ein Lenkrad 26a,
eine Lenkwelle 26b u. ä.
auf.
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Das
Lenkrad 26a ist mit der Lenkwelle 26b gekoppelt.
Wie 1 zeigt, ist die Lenkwelle 26b durch
den Instrumentenbrettquerträger 10 abgestützt.
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2 ist
eine Perspektivansicht des Instrumentenbrettquerträgers 10.
Wie zuvor beschrieben, ist der Instrumentenbrettquerträger 10 im
Instrumentenbrett 24 vorgesehen. Im Instrumentenbrett 24 sind auch
eine Klimaanlage und einige andere Komponenten vorgesehen.
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Angesichts
dessen ist der Instrumentenbrettquerträger 10 so gestaltet,
daß er
nicht die anderen Komponenten stört,
die im Instrumentenbrett 24 enthalten sind.
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3 ist
eine explodierte Ansicht des Instrumentenbrettquerträgers 10.
Gemäß 2 und 3 weist
der Instrumentenbrettquerträger 10 ein
erstes Rohr 30, ein zweites Rohr 40 und ein Verbindungselement 60 auf.
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Der
Instrumentenbrettquerträger 10 ist
gebildet, wenn das Verbindungselement 60 das erste und zweite
Rohr 30 und 40 miteinander koppelt. Gemäß 1 liegt
beim Instrumentenbrettquerträger 10 das erste
Rohr 30 am Fahrersitz (d. h. an der Lenkeinheit 26),
und das zweite Rohr 40 liegt am Beifahrersitz (oder neben
dem Beifahrersitz).
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4 zeigt
das Verbindungselement 60 und veranschaulicht, wie das
Verbindungselement 60 das erste Rohr 30 und das
zweite Rohr 40 koppelt.
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Das
erste Rohr 30 ist durch Strangpressen hergestellt. Gemäß 3 hat
das erste Rohr 30 daher einen Querschnitt 31,
der entlang seiner gesamten Achse A gleichmäßig ist, betrachtet man es
in einer senkrechten Ebene zu seiner Achse A. Der Querschnitt 31 ist
als erster Querschnitt in der Erfindung festgelegt. Das erste Rohr 30 ist
aus Aluminium hergestellt.
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Gemäß 1 bildet
das erste Rohr 30 das Teil des Instrumentenbrettquerträgers 10,
das am Fahrersitz liegt. Daher befestigt z. B. ein Stützelement
(nicht gezeigt) die Lenkwelle 26b an einem Stützteil 32,
das am ersten Rohr 30 befestigt ist.
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Die
Lenkwelle 26b der Lenkeinheit 26 sollte unter
Sicherheitsaspekten möglichst
steif abgestützt sein.
Je steifer der Instrumentenbrettquerträger 10 ist, um so
steifer kann er die Lenkwelle 26b abstützen.
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Somit
ist erwünscht,
daß das
Teil des Instrumentenbrettquerträgers 19,
das die Lenkwelle 26b abstützt, möglichst steif sein sollte.
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Daher
hat das erste Rohr 30 einen ausreichend großen Querschnitt,
um die Lenkwelle 26b steif abzustützen. Ferner ist das erste
Rohr 30 so gestaltet, daß es nicht die anderen Komponenten
(nicht gezeigt) stört,
die das Instrumentenbrett 24 enthält.
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In
dieser Ausführungsform
hat das erste Rohr 30 einen nahezu fünfeckigen Querschnitt gemäß 3,
so daß das
erste Rohr 30 nicht die anderen Komponenten im Instrumentenbrett 24 stören kann.
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Das
erste Rohr 30 hat eine erste Wand 33, eine zweite
Wand 34, eine dritte Wand 35, eine vierte Wand 36 und
die fünfte
Wand 37. Die erste bis fünfte Wand 33, 34, 35, 36 und 37 sind
zueinander benachbart und in 5 im Uhrzeigersinn
angeordnet.
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Die
Innenfläche 33a der
ersten Wand 33 ist eine Ebene, die parallel zur Achse A
ist. Die Innenfläche 34a der
zweiten Wand 34 ist eine Ebene, die parallel zur Achse
A ist. Die Innenfläche 35a der
dritten Wand 35 ist eine Ebene, die parallel zur Achse
A ist. Die Innenfläche 36a der
vierten Wand 36 ist eine Ebene, die parallel zur Achse
A ist. Die Innenfläche 37a der
fünften
Wand 37 ist eine Ebene, die parallel zur Achse A ist.
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Gemäß 1 ist
das zweite Rohr 40 das Teil des Instrumentenbrettquerträgers, das
am Beifahrersitz liegt. Das zweite Rohr 40 ist durch Strangpressen hergestellt.
Daher hat das zweite Rohr 40 einen Querschnitt 41,
der entlang seiner gesamten Achse B gleichmäßig ist, betrachtet man es
in einer senkrechten Ebene zu seiner Achse B. Der Querschnitt 41 ist als
zweiter Querschnitt in der Erfindung festgelegt. Das zweite Rohr 40 ist
aus Aluminium hergestellt.
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Das
Teil des Instrumentenbrettquerträgers 10,
das am Beifahrersitz liegt, beeinflußt die zum Abstützen der
Lenkwelle 26 erforderliche Steifigkeit nicht so stark.
Somit braucht der Querschnitt 41 des zweiten Rohrs 40 nicht
so groß wie
der Querschnitt 31 des ersten Rohrs 30 zu sein.
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Wie
zuvor beschrieben, ist der Querschnitt 41 des zweiten Rohrs 40 so
gestaltet, daß er
nicht die anderen Komponenten stört,
die das Instrumentenbrett 24 enthält. In dieser Ausführungsform
ist der Querschnitt 41 des zweiten Rohrs 40 gemäß 3 nahezu
sechseckig, so daß das
zweite Rohr 40 nicht die anderen Komponenten stören kann.
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Der
Querschnitt 41 des zweiten Rohrs 40 hat eine erste
bis sechste Ecke 42, 43, 44, 45, 46 und 47. Das
zweite Rohr 40 hat eine sechste Wand 48, eine siebente
Wand 49, eine achte Wand 50, eine neunte Wand 51,
eine zehnte Wand 52 und die zwölfte Wand 53.
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Die
sechste Wand 48 verbindet die erste Ecke 42 und
die zweite Ecke 43 so, daß sie eine glatte Oberfläche bildet.
Die Außenfläche 48a der
sechsten Wand 48 erstreckt sich entlang der Achse B. Die siebente
Wand 49 verbindet die zweite Ecke 43 und die dritte
Ecke 44 so, daß sie
eine glatte Oberfläche bildet.
Die Außenfläche 49a der
siebenten Wand 49 erstreckt sich entlang der Achse B.
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Die
achte Wand 50 verbindet die dritte Ecke 44 und
die vierte Ecke 45 so, daß sie eine glatte Oberfläche bildet.
Die Außenfläche 50a der
achten Wand 50 erstreckt sich entlang der Achse B. Die neunte
Wand 51 verbindet die vierte Ecke 45 und die fünfte Ecke 46 so,
daß sie
eine glatte Oberfläche
bildet. Die Außenfläche 51a der
neunten Wand 51 erstreckt sich entlang der Achse B.
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Die
zehnte Wand 52 verbindet die fünfte Ecke 46 und die
sechste Ecke 47 so, daß sie
eine glatte Oberfläche
bildet. Die Außenfläche 52a der zehnten
Wand 52 erstreckt sich entlang der Achse B. Die elfte Wand 53 verbindet
die sechste Ecke 47 und die erste Ecke 42 so,
daß sie
eine glatte Oberfläche bildet.
Die Außenfläche 53a der
sechsten Wand 53 erstreckt sich entlang der Achse B.
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Wie 4 zeigt,
ist das Verbindungselement 60 in das erste Rohr 30 eingesetzt
und nimmt das zweite Rohr 40 darin auf. Die Außenumfangsfläche des
Verbindungselements 60 ist an der Innenumfangsfläche des
ersten Rohrs 30 befestigt. Daher ist das zweite Rohr 40 im
Verbindungselement 60 fixiert. Als Ergebnis sind das erste
Rohr 30 und das zweite Rohr 40 durch das Verbindungselement 60 miteinander
gekoppelt.
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Gemäß 3 hat
das Verbindungselement 60 ein erstes fixiertes Teil 61,
ein zweites fixiertes Teil 62, ein drittes fixiertes Teil 63,
ein viertes fixiertes Teil 64, ein erstes Koppelteil 65,
ein zweites Koppelteil 66, ein drittes Koppelteil 67 und
ein viertes Koppelteil 68.
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5 ist
eine Vorderansicht des Instrumentenbrettquerträgers 10 gemäß 4 im
Blick entlang der Achse X des Verbindungselements 60, was
später
beschrieben wird. Gemäß 3 bis 5 sind das
erste bis vierte fixierte Teil 61, 62, 63 und 64 nahezu
in einem Kreis angeordnet und an der Innenfläche des ersten Rohrs 30 jeweils
mit ihrer Oberfläche nach
außen
gedreht fixiert.
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Das
Verbindungselement 60 ist durch das erste bis vierte fixierte
Teil 61, 62, 63 und 64 gebildet, die
durch das erste bis vierte Koppelteil 65, 66, 67 und 68 gekoppelt
sind.
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Im
folgenden wird die Form des Verbindungselements 60 näher beschrieben.
Das erste fixierte Teil 61 ist so angeordnet, daß es an
der Innenfläche 33a der
ersten Wand 33 des ersten Rohrs 30 fixiert ist.
Das zweite fixierte Teil 62 ist so angeordnet, daß es an
der Innenfläche 34a der
zweiten Wand 34 des zweiten Rohrs 40 fixiert ist.
Das dritte fixierte Teil 63 ist so angeordnet, daß es an
der Innenfläche 36a der
vierten Wand 36 des ersten Rohrs 30 fixiert ist. Das
vierte fixierte Teil 64 ist so angeordnet, daß es an der
Innenfläche 37a der
fünften
Wand 37 des ersten Rohrs 30 fixiert ist.
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Das
erste Koppelteil 65 koppelt das erste fixierte Teil 61 und
das zweite fixierte Teil 62. Das zweite Koppelteil 66 koppelt
das zweite fixierte Teil 62 und das dritte fixierte Teil 63.
Das dritte Koppelteil 67 koppelt das dritte fixierte Teil 63 und
das vierte fixierte Teil 64. Das vierte Koppelteil 68 koppelt
das vierte fixierte Teil 64 und das erste fixierte Teil 61.
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Das
erste bis vierte Koppelteil 65, 66, 67 und 68 bilden
eine Aufnahmeeinheit 70, die das erste Rohr 40 enthält.
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Im
folgenden wird die Aufnahmeeinheit 70 näher beschrieben. Das erste
Koppelteil 65 erstreckt sich von einem Ende des ersten
fixierten teils 61 nach innen. Das erste Koppelteil 65 erstreckt
sich über
einen vorbestimmten Abstand nach innen, ist an seinem Biegeteil 65a gebogen
und ist dann mit dem Teil des zweiten fixierten Teils 62 verbunden,
das zum ersten fixierten Teil 61 weist.
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Das
dritte Koppelteil 67 erstreckt sich über einen vorbestimmten Abstand
von dem Ende des dritten fixierten teils 63 nach innen,
das am vierten fixierten Teil liegt, ist an seinem Biegeteil 67a gebogen,
erstreckt sich weiter zum vierten fixierten Teil 64 und
ist mit dem Teil des vierten fixierten Teils 64 verbunden,
das zum dritten fixierten Teil 63 weist.
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Das
vierte Koppelteil 68 erstreckt sich über einen vorbestimmten Abstand
von dem Teil des vierten fixierten Teils 64 nach innen,
das am ersten fixierten Teil 61 liegt, ist an seinem Biegeteil 68a gebogen, erstreckt
sich weiter zum ersten fixierten Teil 61 und ist mit dem
Teil des ersten fixier ten Teils 61 verbunden, das zum vierten
fixierten Teil 64 weist.
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Das
Biegeteil 65a ist so geformt, daß es sich entlang der ersten
Ecke 42 erstreckt, und stützt daher die erste Ecke 42 des
zweiten Rohrs 40 ab. Das Koppelteil 66 ist so
geformt, daß es
sich entlang der zweiten Ecke 43 und der dritten Ecke 44 erstreckt,
und stützt
daher diese Ecken des zweiten Rohrs 40 ab. Das Biegeteil 67a ist
so geformt, daß es
sich entlang der fünften
Ecke 46 erstreckt, und stützt daher die fünfte Ecke 46 ab.
Das Biegeteil 68a ist so geformt, daß es sich entlang der sechsten
Ecke 47 erstreckt, und stützt daher die sechste Ecke 47 ab.
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Das
erste bis dritte Biegeteil 65a, 67a und 68a sowie
das zweite Koppelteil 66, die wie zuvor beschrieben geformt
sind, bilden die Aufnahmeeinheit 70.
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Das
Biegeteil 65a ist zwischen dem ersten fixierten Teil 61 und
dem zweiten fixierten Teil 62 angeordnet. Das zweite Koppelteil 66 ist
zwischen dem zweiten fixierten Teil 62 und dem dritten
fixierten Teil 63 angeordnet. Das Biegeteil 67a ist
zwischen dem dritten fixierten Teil 63 und dem vierten
fixierten Teil 64 angeordnet. Das Biegeteil 68a ist
zwischen dem vierten fixierten Teil 64 und dem ersten fixierten
Teil 61 angeordnet.
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Das
so gebildete Verbindungselement 60 hat einen Querschnitt,
der entlang seiner gesamten Achse X gleichmäßig ist, betrachtet man es
in einer senkrechten Ebene zur Achse X. Das Verbindungselement 60 ist
z. B. durch Strangpressen geformt. Alternativ kann es durch Druckgießen oder
Gießen
hergestellt sein.
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Im
folgenden wird erläutert,
wie das erste Rohr 30 und das Verbindungselement 60 aneinander befestigt
werden und wie das zweite Rohr 40 und das Verbindungselement 60 aneinander
befestigt werden.
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6 ist
eine Schnittansicht des Instrumentenbrettquerträgers 10 an der Linie
F6-F6 gemäß 5. 6 zeigt
das erste Rohr 30, das zweite Rohr 40 und das
Verbindungselement 60, das das erste und zweite Rohr 30 und 40 koppelt.
Gemäß 6 wird
das Verbindungselement 60 in das erste Rohr 30 so
eingesetzt, daß es
sich aus diesem Rohr 30 über einen Abstand L1 erstreckt.
Der Abstand L1 beträgt
z. B. etwa 10 mm.
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Das
erste Rohr 30 und das Verbindungselement 60 werden
miteinander verschweißt
und dadurch miteinander gekoppelt. 6 zeigt
die erste Wand 33 und das erste fixierte Teil 61,
die miteinander verschweißt
sind, sowie die vierte Wand 36 und das dritte fixierte
Teil 63, die miteinander verschweißt sind.
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Wie 6 zeigt,
wird das distale Ende 33b des ersten Rohrs 30 am
Verbindungselement 60 fixiert. Beispielsweise wird das
distale Ende 33b des ersten Rohrs 30 am Verbindungselement 60 so
verschweißt,
daß ein
Schweißabschnitt 100 gebildet wird.
Der Schweißabschnitt 100 ist
ein Verbindungsabschnitt, der so in der Erfindung festgelegt ist.
Die erste Wand 33 hat ein Durchgangsloch 80, das
in dem Teil hergestellt ist, das das erste fixierte Teil 61 des
Verbindungselements 60 überdeckt. Über dieses Loch 80 werden
die erste Wand 33 und das erste fixierte Teil 61 miteinander
verschweißt,
wodurch ein Schweißabschnitt 101 gebildet
wird. Der Schweißabschnitt 101 erstreckt
sich in Axialrichtung des ersten Rohrs 30 und kann lang
sein. Der Schweißabschnitt 101,
d. h. das Durchgangsloch 80, kann im Umfangsrichtung des
ersten Rohrs 30 verlängert
sein, was 9 veranschaulicht. Ferner kann
der Schweißabschnitt 101,
d. h. das Durchgangsloch 80, eine Kombination aus einem
sich in Axialrichtung des ersten Rohrs 30 erstreckenden
Lochs und eines sich in Umfangsrichtung des ersten Rohrs 30 erstreckenden Lochs
sein. Das Schweißen
kann vorzugsweise MIG-Schweißen,
WIG-Schweißen,
Laserschweißen o. ä. sein.
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Die
zweite Wand 34 und das zweite fixierte Teil 62 werden
verschweißt,
die vierte Wand 36 und das dritte fixierte Teil 63 werden
verschweißt,
die fünfte
Wand 37 und das vierte fixierte Teil können verschweißt werden,
was auf die gleiche Weise geschieht, wie die erste Wand 33 und
das erste fixierte Teil 61 verschweißt werden. Daher wird nicht
erläutert,
wie sie verschweißt
werden.
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Um
das erste Rohr 30 und das zweite Rohr 40 ausreichend
fest und stark zu koppeln, sollte das Verbindungselement 60 vorzugsweise
um eine vorbestimmte Distanz in das erste Rohr 30 eingesetzt werden,
z. B. 50 bis 100 mm.
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Wie
zuvor beschrieben, sollte sich das Verbindungselement 60 vorzugsweise
aus diesem Rohr 30 z. B. etwa 10 mm erstrecken, so daß es wie
gewünscht
verschweißt
werden kann. Somit sollte das Verbindungselement 60 z.
B. 60 bis 110 mm lang sein, wobei es sich in Axialrichtung A erstreckt.
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7 ist
eine Perspektivansicht des ersten und zweiten Rohrs 30 und 40,
die durch das Verbindungselement 60 gekoppelt sind, im
Blick vom vierten fixierten Teil 64.
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8 ist
eine Schnittansicht des Instrumentenbrettquerträgers an der Linie F8-F8 gemäß 5. 8 zeigt,
wie das zweite Rohr 40 und das Verbindungselement 60 miteinander
verschweißt
werden.
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Gemäß 8 wird
das zweite Rohr 40 in die Aufnahmeeinheit 70 so
eingesetzt, daß es
aus dem Verbindungselement 60 mit dem Abstand L1 vorsteht.
Das zweite Rohr 40 und das Verbindungselement 60 werden
verschweißt
und dadurch aneinander befestigt.
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Das
Verbindungselement 60 wird mit dem zweiten Rohr 40 an
beiden Enden in Axialrichtung beabstandet verschweißt. Dadurch
werden die Enden 65b des Biegeteils 65a mit dem
Teil des zweiten Rohrs 40 verschweißt, das nahe der ersten Ecke 42 liegt.
Dadurch wird ein Schweißabschnitt 102 gebildet.
Der Schweißabschnitt 102 ist
ein Verbindungsabschnitt, der so in der Erfindung festgelegt ist.
Die beiden Enden 65b des Biegeteils 67a werden
mit dem Teil des zweiten Rohrs 40 verschweißt, das nahe
der fünften
Ecke 46 liegt, was den Schweißabschnitt 102 bildet.
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Das
zweite Koppelteil 66 und die siebente Wand 49 können verschweißt werden,
und das Biegeteil 68a und das Teil des zweiten Rohrs 40,
das nahe der sechsten Ecke 47 liegt, können auf die gleiche Weise
verschweißt
werden, wie das Biegeteil 65a mit dem Teil des zweiten
Rohrs 40 verschweißt wird,
das nahe der ersten Ecke 42 liegt. Daher wird nicht erläutert, wie
sie verschweißt
werden.
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Gemäß 4, 5 und 7 sind
der Schweißabschnitt 100 des
ersten Rohrs 30 und Verbindungselements 60 sowie
der Schweißabschnitt 102 des
zweiten Rohrs 40 und Verbindungselements 60 in
Umfangsrichtung E des Verbindungselements 60 abwechselnd
angeordnet.
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Im
folgenden wird diese Anordnung näher beschrieben.
Wie 5 zeigt, liegt der Schweißabschnitt 102 des
Biegeabschnitts 65a und der ersten Ecke 42 im
Uhrzeigersinn D vorn bezogen auf den Schweißabschnitt 100 der
ersten Wand 33 und des ersten fixierten Teils 61.
Danach liegt der Schweißabschnitt 100 der
zweiten Wand 34 und des zweiten fixierten Teils 62 im
Uhrzeigersinn D vorn. Als nächstes
liegt der Schweißabschnitt 102 des
zweiten Koppelteils 66 und der siebenten Wand 49 im
Uhrzeigersinn D vorn. Danach liegt der Schweißabschnitt 100 der
vierten Wand 36 und des dritten fixierten Teils 63 im
Uhrzeigersinn vorn. Weiterhin liegt der Schweißabschnitt 102 des
teils des zweiten Rohrs 40, das nahe der fünften Ecke 46 vorhanden
ist, und des Biegeteils 67a im Uhrzeigersinn vorn. Ferner
liegt der Schweißabschnitt 100 der
fünften
Wand 37 und des vierten fixierten Teils 64 im
Uhrzeigersinn vorn. Außerdem
liegt der Schweißabschnitt 102 des Teils
des zweiten Rohrs 40, das nahe der sechsten Ecke 47 vorhanden
ist, und des Biegeteils 68a im Uhrzeigersinn vorn.
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Im
folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung des Instrumentenbrettquerträgers 10 mit
der zuvor beschriebenen Konfiguration erläutert.
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Zunächst werden
das erste Rohr 30, das zweite Rohr 40 und das
Verbindungselement 60 gemäß 3 positioniert.
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Als
nächstes
wird das zweite Rohr 40 in die Aufnahmeeinheit 70 des
Verbindungselements 60 so eingesetzt, daß es aus
der Einheit 70 etwa 10 mm vorsteht. Danach werden das Verbindungselement 60 und
das zweite Rohr 40 miteinander verschweißt. Genauer
gesagt wird das Teil des zweiten Rohrs 40, das nahe der
ersten Ecke 42 liegt, mit dem Biegeabschnitt 65a verschweißt. Danach
werden das zweite Koppelteil 66 und die siebente Wand 49 verschweißt. Ferner
werden das zweite Koppelteil 66 und die siebente Wand 49 miteinander
verschweißt.
Das Teil des zweiten Rohrs 40, das nahe der fünften Ecke 46 liegt,
wird mit dem Biegeteil 67a verschweißt. Das Teil des zweiten Rohrs 40,
das nahe der sechsten Ecke 47 liegt, wird mit dem Biegeteil 68a verschweißt.
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Danach
wird gemäß 6 und 8 das Verbindungselement 60 in
das erste Rohr 30 so eingesetzt, daß das Verbindungselement 60 aus
dem ersten Rohr 30 etwa 10 mm vorsteht. Anschließend werden
das erste Rohr 30 und das Verbindungselement 60 miteinander
verschweißt.
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Insbesondere
werden die erste Wand 33 und das erste fixierte Teil 61 verschweißt. Die
zweite Wand 34 und das zweite fixierte Teil 62 werden
verschweißt.
Die vierte Wand und das dritte fixierte Teil 63 werden
verschweißt.
Die fünfte
Wand 37 und das vierte fixierte Teil 64 werden
verschweißt.
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Wie
zuvor dargestellt, werden das zweite Rohr 40 und das Verbindungselement 60 miteinander
verschweißt,
und das erste Rohr 30 und das Verbindungselement 60 werden
miteinander ver schweißt.
Als Ergebnis wird der Instrumentenbrettquerträger 10 hergestellt.
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Im
so hergestellten Instrumentenbrettquerträger 10 sind das erste
Rohr 30 und das zweite Rohr 40 durch das Verbindungselement 60 miteinander gekoppelt.
Somit braucht das offene Ende des ersten Rohrs 30 nicht
verformt zu werden, damit es in das zweite Rohr 40 eingepaßt werden
kann. Unnötig
ist auch, das offene Ende des zweiten Rohrs 40 zu verformen,
damit das zweite Rohr 40 in das erste Rohr 30 eingepaßt werden
kann.
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Muß das erste
Rohr 30 oder das zweite Rohr 40 verformt werden,
sollten das erste und zweite Rohr 30 und 40 ausreichend
duktil sein, um so verformt zu werden. Ist dies der Fall, ist das
Material des ersten und zweiten Rohrs 30 und 40 eingeschränkt.
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In
der Erfindung erübrigt
sich durch den Gebrauch des Verbindungselements 60, das
erste Rohr 30 oder das zweite Rohr 40 zu verformen.
Dadurch können
das erste und zweite Rohr 30 und 40 aus Aluminium
hergestellt sein, das schlechte Duktilität hat, aber Leichtmetall ist.
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Da
das erste und zweite Rohr 30 und 40 aus Leichtmetall
hergestellt werden können,
kann der Instrumentenbrettquerträger 10 leicht
sein. Anders gesagt besteht Freiheit bei der Auswahl von Materialien für das erste
und zweite Rohr 30 und 40, und das Gewicht des
ersten und zweiten Rohrs 30 und 40 läßt sich
wirksam verringern.
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Das
erste und zweite Rohr 30 und 40 haben jeweils
mehrere Oberflächen.
Daher kann das erste Rohr 30 mit dem Verbindungselement 60 an
mehr Stellen als sonst verschweißt werden. Ähnlich kann das zweite Rohr 40 mit
dem Verbindungselement 60 an mehr Stellen als sonst verschweißt werden.
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Beschreibungsgemäß sind ferner
der Schweißabschnitt
des ersten Rohrs 30 und Verbindungselements 60 sowie
der Schweißabschnitt
des zweiten Rohrs 40 und Verbindungselements 60 in Umfangsrichtung
E des Verbindungselements 60 abwechselnd angeordnet. In
einem solchen Aufbau können
sie sehr steif sein. Das gilt auch dann, wenn das erste Rohr 30 und
das zweite Rohr 40 an weniger Stellen verschweißt sind.
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Weiterhin
sind die Schweißabschnitte
des ersten Rohrs 30 und Verbindungselements 60 sowie die
Schweißabschnitte
des zweiten Rohrs 40 und Verbindungselements 60 gemäß 5 nahezu
in einem Kreis angeordnet, betrachtet man sie in Axialrichtung X
des Verbindungselements 60. Das erste Rohr 30,
das zweite Rohr 40 und das Verbindungselement 60 können fester
als sonst gekoppelt sein.
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Das
erste und zweite Rohr 30 und 40 sowie das Verbindungselement 60 sind
Aluminiumrohre, die alle durch Strangpressen hergestellt sind. Gebildet
wird der Instrumentenbrettquerträger 10 durch Einsetzen
des zweiten Rohrs 40 in die Aufnahmeeinheit 70 des
Verbindungselements 60 und Verschweißen des zweiten Rohrs 40 und
des Verbindungselements 60 miteinander sowie durch Einsetzen
des Verbindungselements 60 in das erste Rohr 30 und Verschweißen des
ersten Rohrs 30 und des Verbindungselements 60 miteinander.
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Da
das erste und zweite Rohr 30 und 40 sowie das
Verbindungselement 60 durch Strangpressen hergestellte
Aluminiumrohre sind, können
diese Rohre 30 und 40 sowie das Verbindungselement 60 mit
geringen Kosten hergestellt werden, und ihre Maßgenauigkeit kann verbessert
sein.
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Das
heißt,
der Instrumentenbrettquerträger 10 kann
mit geringen Kosten hergestellt werden und kann verbesserte Maßgenauigkeit
haben.
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Anhand
von 10 wird ein Instrumentenbrettquerträger 10 gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. Die Komponenten, die denen der ersten
Ausführungsform ähneln, tragen
die gleichen Bezugszahlen und werden nicht beschrieben.
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Diese
Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Form des
Verbindungselements 60. In jeder anderen baulichen Hinsicht
kann sie der ersten Ausführungsform ähneln.
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Im
folgenden wird das Verbindungselement dieser Ausführungsform
beschrieben. 10 ist eine Perspektivansicht
des Verbindungselements 60 dieser Ausführungsform. Gemäß 10 sind
das erste bis vierte fixierte Teil 61, 62, 63 und 64 miteinander verbunden,
was ein Element mit einer glatten Oberfläche bildet.
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Das
so geformte Verbindungselement 60 kann durch Strangpressen
hergestellt sein. Alternativ können
die fixierten Teile jeweils mit den benachbarten mit Hilfe anderer
Elemente verbunden sein.
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Diese
Ausführungsform
erzielt die gleichen Vorteile wie die erste Ausführungsform. Zusätzlich kann
diese Ausführungsform
mit höherer
Sicherheit hergestellt werden, da das Verbindungselement 60 weniger
Ecken als in der ersten Ausführungsform hat.
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In
den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
haben das erste Rohr 30 und das zweite Rohr 40 einen
fünfeckigen
Querschnitt bzw. einen sechseckigen Querschnitt. Ihre Querschnitte
sind nicht auf diese beschränkt.
Sie brauchen lediglich einen polygonalen Querschnitt zu haben.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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In
der Erfindung ist das Material des ersten Rohrs und zweiten Rohrs
nicht auf ein spezifisches beschränkt. Diese Rohre können aus
leichtem Material hergestellt sein. Somit kann der Instrumentenbrettquerträger effektiv
leicht sein.
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Zusammenfassung
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Instrumentenbrettquerträger und
Verfahren zur Herstellung eines Instrumentenbrettquerträgers
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Ein
Instrumentenbrettquerträger
(10) weist ein erstes Rohr (30), ein Verbindungselement
(60) und ein zweites Rohr (40) auf. Das erste
Rohr (30) ist so konfiguriert, daß es eine Lenkeinheit (26)
abstützt. Das
erste Rohr (30) hat einen Querschnitt, der in Axialrichtung
(A) gleichmäßig ist,
betrachtet man es in einer senkrechten Ebene zur Axialrichtung (A).
Das Verbindungselement (60) ist in das erste Rohr (30) eingesetzt
und am ersten Rohr (30) befestigt. Das Verbindungselement
(60) beinhaltet eine Aufnahmeeinheit (70). Das
zweite Rohr (40) ist in die Aufnahmeeinheit (70)
des Verbindungselements (60) eingesetzt, wodurch es am
Verbindungselement (60) befestigt ist. Das zweite Rohr
(40) hat einen Querschnitt (41), der in Axialrichtung
(B) gleichmäßig ist,
betrachtet man es in einer senkrechten Ebene zur Axialrichtung (B).