DE102023108497A1

DE102023108497A1 - Cross member for a vehicle composed of at least two components

Info

Publication number: DE102023108497A1
Application number: DE102023108497.6A
Authority: DE
Inventors: Alexander Günther; Dominik Tentscher; Aydogan Gündogan
Original assignee: Kirchhoff Automotive Deutschland GmbH
Current assignee: Kirchhoff Automotive Deutschland GmbH
Priority date: 2023-04-03
Filing date: 2023-04-03
Publication date: 2024-10-10
Anticipated expiration: 2043-04-04
Also published as: DE102023108497B4; WO2024208703A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein aus zumindest zwei Komponenten zusammengesetzter Querträger 1 für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, welche Querträgerkomponenten 2, 3 zur Ausbildung des Querträgers kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
Besonderes Kennzeichen ist, dass jeweils zwei Querträgerkomponenten 2, 3 mit einem Überlapp 6 zueinander angeordnet und durch zumindest einen in dem Überlapp 6 angeordneten, die beiden Querträgerkomponenten 2, 3 oder Teile davon durchgreifenden, miteinander verspannenden Befestiger dergestalt miteinander verbunden sind, dass der Kraftschluss zwischen den beiden Querträgerkomponenten 2, 3 aus der durch den zumindest einen Befestiger 7 bereitgestellten Vorspannkraft resultiert und dass die von einem Befestiger 7 durchgriffene Befestigerdurchbrechung 8 zumindest einer der beiden Querträgerkomponenten 2, 3 mit einem Bewegungsspiel ausgeführt ist, damit bei Überschreiten einer auf den Querträger 1 wirkenden Kraft, die höher ist als die durch die Vorspannung des zumindest einen Befestigers 7 aufgebrachte Klemmkraft zwischen den beiden Querträgerkomponenten 2, 3, die beiden Querträgerkomponenten 2, 3 gegeneinander in den durch das Bewegungsspiel zugelassenen Maße gegeneinander verstellt werden.

The invention relates to a cross member 1 for a vehicle, in particular a motor vehicle, composed of at least two components, which cross member components 2, 3 are non-positively connected to one another to form the cross member.
A special feature is that two cross member components 2, 3 are arranged with an overlap 6 to one another and are connected to one another by at least one fastener arranged in the overlap 6, which penetrates the two cross member components 2, 3 or parts thereof and clamps them together in such a way that the frictional connection between the two cross member components 2, 3 results from the pre-tensioning force provided by the at least one fastener 7 and that the fastener opening 8 of at least one of the two cross member components 2, 3 penetrated by a fastener 7 is designed with a play of movement so that when a force acting on the cross member 1 is exceeded which is higher than the clamping force applied by the pre-tensioning of the at least one fastener 7 between the two cross member components 2, 3, the two cross member components 2, 3 are adjusted against one another to the extent permitted by the play of movement.

Description

Die Erfindung betrifft einen aus zumindest zwei Komponenten zusammengesetzten Querträger für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, welche Querträgerkomponenten zur Ausbildung des Querträgers kraftschlüssig miteinander verbunden sind.The invention relates to a cross member for a vehicle, in particular a motor vehicle, composed of at least two components, which cross member components are non-positively connected to one another to form the cross member.

Bei derartigen Querträgern handelt es sich beispielsweise um Instrumententafelträger. Instrumententafelträger dienen zum Anbringen von Instrumenten und der Lenksäule in einem Fahrzeug. Ein solcher Instrumententafelträger ist zwischen zwei Säulen, und zwar den A-Säulen eines Kraftfahrzeuges eingebaut. Zum Anschließen an die A-Säulen verfügt der Instrumententafelträger über entsprechende mechanische Anschlussstücke an seinen beiden Enden. Maßgeblicher Bestandteil eines solchen Instrumententafelträgers ist eine Trägerstruktur. Diese erstreckt sich zwischen den Säulen der Karosserie des Fahrzeuges. An der Trägerstruktur können Anschlüsse für Instrumente sowie weitere Fixierungspunkte gegenüber dem Fahrzeug vorgesehen sein, etwa Bodenstützen, durch die die Trägerstruktur mit dem Boden des Fahrzeuges etwa im Bereich eines Tunnels abgestützt ist.Such cross members include, for example, instrument panel supports. Instrument panel supports are used to attach instruments and the steering column in a vehicle. Such an instrument panel support is installed between two pillars, namely the A-pillars of a motor vehicle. The instrument panel support has corresponding mechanical connectors at both ends for connection to the A-pillars. The key component of such an instrument panel support is a support structure. This extends between the pillars of the vehicle's body. The support structure can have connections for instruments and other fixing points to the vehicle, such as floor supports, through which the support structure is supported with the floor of the vehicle, for example in the area of a tunnel.

Ein Instrumententafelträger kann, muss jedoch nicht, gerade ausgeführt sein. Oftmals ist ein solcher strukturiert, auch damit Teile derselben bezüglich ihrer Längserstreckung versetzt zueinander verlaufen. Als Trägerteile dienen typischerweise Rohrkörper, die durchaus auch aus zwei oder mehreren Schalen oder Schalenteilen zusammengesetzt sein können. Neben Instrumententafelträgern, die aus einem durchgehenden Trägerrohrkörper gefertigt sind, werden auch solche eingesetzt, bei der mehrere der Längserstreckung folgende Trägerteile vorgesehen sind. Je nach Auslegung des gewünschten Instrumententafelträgers sind diese axial miteinander fluchtend oder auch versetzt zueinander bezüglich ihrer Längserstreckung angeordnet. Im ersteren Fall dient in aller Regel eine Verbindungsmuffe zum Verbinden der beiden Trägerteile. Bei einer versetzten Anordnung wird ein Trägerteileverbinder, in vielen Fällen ein Metallverbinder, eingesetzt, um die beiden Trägerteile zu verbinden. Dieser überbrückt den Versatz zwischen zwei benachbarten Trägerteilen. Derartige Instrumententafelträger können beispielsweise einen Abschnitt im Bereich der Mitte aufweisen, der gegenüber den beiden äußeren Trägerteilen zurückversetzt ist, um Raum für den Einbau eines Aggregates des Fahrzeuges, beispielsweise der Klimaanlage, zu schaffen. Die Trägerstruktur ist sodann um dieses Aggregat herum geführt.An instrument panel support can, but does not have to, be straight. Such a support is often structured so that parts of it are offset from one another in terms of their longitudinal extent. Tubular bodies are typically used as support parts, which can also be composed of two or more shells or shell parts. In addition to instrument panel supports made from a continuous support tubular body, those are also used in which several support parts are provided following the longitudinal extent. Depending on the design of the desired instrument panel support, these are arranged axially aligned with one another or offset from one another in terms of their longitudinal extent. In the former case, a connecting sleeve is usually used to connect the two support parts. In an offset arrangement, a support part connector, in many cases a metal connector, is used to connect the two support parts. This bridges the offset between two adjacent support parts. Such instrument panel supports can, for example, have a section in the middle area that is set back from the two outer support parts in order to create space for the installation of a vehicle unit, for example the air conditioning system. The support structure is then guided around this unit.

Die einzelnen Komponenten eines solchen Querträgers sind, um den daran gestellten Anforderungen zu genügen, stoffschlüssig miteinander verschweißt. Ein solcher aus mehreren Querträgerkomponenten zusammengesetzter Querträger, deren Querträgerkomponenten zum Erzielen des gewünschten Kraftschlusses miteinander stoffschlüssig verbunden sind, ist beispielsweise aus DE 10 2018 126 040 A1 bekannt.The individual components of such a cross member are welded together in order to meet the requirements placed on them. Such a cross member composed of several cross member components, whose cross member components are connected to each other in a material-locking manner to achieve the desired frictional connection, is made, for example, of DE 10 2018 126 040 A1 known.

Vor dem Hintergrund steigender Anforderungen an einen Insassenschutz werden derartige Querträger, insbesondere wenn als Instrumententafelträger ausgeführt, zunehmend stabiler ausgelegt, vor allem um höheren Kräfte im Falle eines Frontalcrashes standhalten zu können. Zu diesem Zweck werden auch zunehmend mehr Querträgerabstützungen eingesetzt, mithin Abstützungen, über die der Instrumententafelträger zusätzlich zu seiner Anbindung an die A-Säulen karosserieseitig abgestützt ist, beispielsweise über Tunnelstreben, Streben zum Karosserieboden oder zum Windlauf. Mit dem Bestreben derartige als Instrumententafelträger ausgelegte Querträger an erhöhte Anforderungen anzupassen, geht eine Gewichtserhöhung einher.In view of the increasing demands on passenger protection, such cross members, particularly when designed as instrument panel supports, are being designed to be increasingly more stable, above all in order to be able to withstand greater forces in the event of a frontal crash. For this purpose, more and more cross member supports are being used, i.e. supports by which the instrument panel support is supported on the body side in addition to its connection to the A-pillars, for example via tunnel struts, struts to the body floor or the cowl. The effort to adapt such cross members designed as instrument panel supports to increased requirements is accompanied by an increase in weight.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Querträger für ein Fahrzeug, insbesondere als Ausführung als Instrumententafelträger vorzuschlagen, der auch höheren Belastungen in einem Frontcrash-Lastfall standhält, ohne ein Versagen etwa im Bereich des Anschlusses des Querträgers an die Karosserie oder innerhalb desselben in Kauf nehmen zu müssen.Against this background, the invention is based on the object of proposing a cross member for a vehicle, in particular as an instrument panel carrier, which can also withstand higher loads in a front crash load case without having to accept failure, for example in the area of the connection of the cross member to the body or within the body.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch einen eingangs genannten, gattungsgemäßen Querträger, bei dem jeweils zwei Querträgerkomponenten mit einem Überlapp zueinander angeordnet und durch zumindest einen in dem Überlapp angeordneten, die beiden Querträgerkomponenten oder Teile davon durchgreifenden, miteinander verspannenden Befestiger dergestalt miteinander verbunden sind, dass der Kraftschluss zwischen den beiden Querträgerkomponenten aus der durch den zumindest einen Befestiger bereitgestellten Vorspannkraft resultiert und dass die von einem Befestiger durchgriffene Befestigerdurchbrechung zumindest einer der beiden Querträgerkomponenten mit einem Bewegungsspiel ausgeführt ist, damit bei Überschreiten einer auf den Querträger wirkenden Kraft, die höher ist als die durch die Vorspannung des zumindest einen Befestigers aufgebrachte Klemmkraft zwischen den beiden Querträgerkomponenten, die beiden Querträgerkomponenten gegeneinander in den durch das Bewegungsspiel zugelassenen Maße gegeneinander verstellt werden.This object is achieved according to the invention by a generic cross member mentioned at the outset, in which two cross member components are arranged with an overlap to one another and are connected to one another by at least one fastener arranged in the overlap, which penetrates the two cross member components or parts thereof and clamps them together in such a way that the frictional connection between the two cross member components results from the pre-tensioning force provided by the at least one fastener and that the fastener opening of at least one of the two cross member components penetrated by a fastener is designed with a play in movement so that when a force acting on the cross member is exceeded which is higher than the clamping force applied by the pre-tensioning of the at least one fastener between the two cross member components, the two cross member components are adjusted against one another to the extent permitted by the play in movement.

Im Unterschied zu vorbekannten Fahrzeugquerträgern wird mit diesem Querträger ein gänzlich anderes Konzept verwirklicht. Bei diesem Querträger ist eine Verstellung von zwei Querträgerkomponenten, die mit einem Überlapp zueinander angeordnet sind, im Beanspruchungsfalle, beispielsweise im Falle eines Frontcrash-Lastfalles bei Überschreiten einer gewissen Kraft gegeneinander verstellbar. Damit wirkt ein solcher Überlappabschnitt zweier Querträgerkomponenten nach Art eines auf Dehnung beanspruchbaren, kraftabsorbierenden Crashelementes. Ausgelegt ist dieser Querträger hinsichtlich der kraftschlüssigen Verbindung seiner zumindest zwei Querträgerkomponenten, damit der Kraftschluss den bestimmungsgemäßen Anforderungen genügt. Erst bei Überschreiten einer gewissen Kraft, und zwar der durch den zumindest einen Befestiger bereitgestellten Klemmkraft, können die beiden im Überlapp zueinander angeordneten Querträgerkomponenten gegeneinander verstellt werden. Der bestimmungsgemäße Kraftschluss wird durch die Klemmkraft bereitgestellt, die sich infolge der durch den oder die Befestiger einwirkenden Vorspannung bereitgestellt ist. Bei der Klemmkraft handelt es sich um diejenige Kraft, mit der die beiden Querträgerkomponenten im Bereich ihres Überlappes aneinandergepresst sind. Um die gewünschte Bewegung der beiden auf diese Weise verbundenen Querträgerkomponenten zu gestatten, ist zumindest eine der beiden zusammenwirkenden Befestigerdurchbrechungen mit einem Bewegungsspiel ausgeführt. Dies bedeutet, dass die Querschnittsfläche einer solchen Befestigerdurchbrechung um das erforderliche bzw. gewünschte Bewegungsspiel größer ist als der diese Befestigerdurchbrechung durchgreifende Schaft des Befestigers. Eine solche Befestigerdurchbrechung mit dem erforderlichen Bewegungsspiel kann beispielsweise einen kreisrunden Umfang aufweisen. Bei einer Montage des Befestigers im Zentrum dieser Befestigerdurchbrechung können die beiden in diesem Überlapp miteinander verbundenen Querträgerkomponenten bei entsprechender Auslegung der Umrissgeometrie der Befestigerdurchbrechung grundsätzlich in beliebige Richtung gegeneinander verstellt werden. Typischerweise wird man jedoch die Umrissform einer solchen Befestigerdurchbrechung so ausführen, dass eine Verstellung der beiden Querträgerkomponenten in eine Vorzugsrichtung erfolgt. Dann ist eine solche Befestigerdurchbrechung, die das Bewegungsspiel aufweist, typischerweise nach Art eines Langloches ausgeführt. Vielfach sind die im Überlapp angeordneten Querträgerkomponenten infolge ihres Überlapps ohnehin nur richtungsbegrenzt gegeneinander verstellbar. Bei diesem Querträger ist das zugelassene Bewegungsspiel zwischen den beiden Querträgerkomponenten typischerweise so ausgeführt, dass über dieses eine Längung des Querträgers aufgenommen werden kann, bevor bei Anliegen höherer Kräfte ein Abriss erfolgt. Daher kann ein solcher Querträger hinsichtlich der im Crashfalle aufzunehmenden Deformationsweges durch entsprechende Bemessung des Bewegungsspiels problemlos ausgelegt werden, damit dieser den daran gestellten Test-Anforderungen genügt. Im Frontcrash-Lastfall wirkt auf den Bereich der Mitte eines als Instrumententafelträgers ausgelegten Querträgers die relevante Kraft, sodass dieser bestrebt ist, sich in Richtung zum Fahrzeuginneren hin zu verformen. Dieses ist bei dem erfindungsgemäßen Querträger zumindest im Rahmen des möglichen Bewegungsspiels möglich, wodurch andere Fixierpunkte, beispielsweise der Anschluss des Querträgers an die A-Säulen der Fahrzeugkarosserie entlastet werden und nicht bereits bei einer nur geringen Deformationswegaufnahme versagen. Ein Versagen einer Verbindung in dem in Rede stehenden Bereich birgt die Gefahr, dass dann Querträgerteile mit ihren Enden ins Fahrzeuginnere hinein deformiert werden, was wiederum eine erhöhte Verletzungsgefahr für die Insassen darstellt. In contrast to previously known vehicle cross beams, a completely different concept is implemented with this cross beam. This cross beam allows the adjustment of two cross beam components that are arranged with an overlap to each other. are adjustable against each other when a certain force is exceeded in the event of a load, for example in the event of a frontal crash load case. This type of overlap section of two cross member components therefore acts like a force-absorbing crash element that can be subjected to stretching. This cross member is designed with regard to the force-locking connection of its at least two cross member components so that the force-locking connection meets the intended requirements. Only when a certain force is exceeded, namely the clamping force provided by the at least one fastener, can the two cross member components arranged in overlapping relation to each other be adjusted against each other. The intended force-locking connection is provided by the clamping force, which is provided as a result of the preload acting on the fastener(s). The clamping force is the force with which the two cross member components are pressed against each other in the area of their overlap. In order to allow the desired movement of the two cross member components connected in this way, at least one of the two interacting fastener openings is designed with a movement play. This means that the cross-sectional area of such a fastener opening is larger by the required or desired amount of play than the fastener shaft that passes through this fastener opening. Such a fastener opening with the required amount of play can, for example, have a circular circumference. When the fastener is mounted in the center of this fastener opening, the two cross member components connected to one another in this overlap can, in principle, be adjusted in any direction relative to one another if the outline geometry of the fastener opening is designed accordingly. Typically, however, the outline shape of such a fastener opening is designed in such a way that the two cross member components can be adjusted in a preferred direction. In this case, such a fastener opening that has the play of play is typically designed in the manner of an elongated hole. In many cases, the cross member components arranged in the overlap can only be adjusted relative to one another in a limited direction due to their overlap. In this cross member, the permitted play between the two cross member components is typically designed in such a way that it can absorb an elongation of the cross member before it breaks off when higher forces are applied. Therefore, such a cross member can be easily designed with regard to the deformation path to be absorbed in the event of a crash by appropriately dimensioning the play so that it meets the test requirements placed on it. In the case of a front crash, the relevant force acts on the area of the middle of a cross member designed as an instrument panel support, so that it strives to deform towards the interior of the vehicle. This is possible with the cross member according to the invention at least within the scope of the possible play, whereby other fixing points, for example the connection of the cross member to the A-pillars of the vehicle body, are relieved and do not fail even with only a small amount of deformation path. A failure of a connection in the area in question poses the risk that cross member parts will then be deformed with their ends extending into the vehicle interior, which in turn represents an increased risk of injury to the occupants.

Der für eine bestimmungsgemäße Anwendung des Querträgers erforderliche Kraftschluss zwischen seinen zumindest zwei Querträgerkomponenten kann über die Vorspannung, mit der der bzw. die Befestiger die beiden im Überlapp zueinander angeordneten Querträgerkomponenten verspannt sind, eingestellt werden. Weitere Maßnahmen können eine solche Verbindung unterstützen, um die Reibung der beiden durch zumindest einen Befestiger verspannten Querträgerkomponenten zu erhöhen. Dieses kann beispielsweise über durch Verprägungen erzeugte Reibkonturen auf einer oder beiden der beiden miteinander verspannten Oberflächen oder durch Vorsehen eines eine solche Kontur aufweisenden Verbindungsmittels erfolgen. Auch lässt sich der Kraftschluss in der gewünschten Höhe über die Anzahl der in dem Überlapp zweier Querträgerkomponenten eingesetzten Befestiger einstellen. Der Einsatz mehrerer Befestiger ist bevorzugt, da dieses eine individuellere Einstellung des Kraftschlusses vorzugsweise an der ins Fahrzeuginnere weisenden Seite eines solchen Querträgers und an seiner gegenüberliegenden Außenseite möglich macht.The frictional connection required for the intended use of the cross member between its at least two cross member components can be adjusted via the pre-tension with which the fastener(s) clamp the two cross member components arranged in an overlap with each other. Other measures can support such a connection in order to increase the friction of the two cross member components clamped by at least one fastener. This can be done, for example, by means of friction contours created by embossing on one or both of the two surfaces clamped together or by providing a connecting means having such a contour. The frictional connection can also be adjusted to the desired level via the number of fasteners used in the overlap of two cross member components. The use of several fasteners is preferred because this enables a more individual adjustment of the frictional connection, preferably on the side of such a cross member facing the interior of the vehicle and on its opposite outside.

Die kraftschlüssige Verbindung zweier auch als Hohlkammerprofile ausgeführten Querträgerkomponenten kann dadurch erreicht werden, dass der oder die Befestiger im Überlapp die Verbindungsabschnitte der Querträgerkomponenten insgesamt durchgreifen. Um die notwendige Spannkraft ohne Deformation der im Überlapp miteinander in Eingriff gestellten Querträgerkomponenten aufbringen zu können, ist in dem Hohlraum der innenliegenden Querträgerkomponente eine Hülse angeordnet, die von dem Schaft eines Befestigers durchgriffen ist. Die Hülse kontaktiert die Innenseite der einander gegenüberliegenden Wände der bezüglich des Überlappes innenliegenden Querträgerkomponente. Bei einer solchen Ausgestaltung kann die zumindest eine Spannmutter in bzw. an einer Befestigerdurchbrechung der außenliegenden Querträgerkomponente angebracht sein.The force-fitting connection of two cross-beam components, which are also designed as hollow chamber profiles, can be achieved by the fastener(s) in the overlap reaching through the connecting sections of the cross-beam components as a whole. In order to be able to apply the necessary clamping force without deformation of the cross-beam components that are engaged with each other in the overlap, a sleeve is arranged in the cavity of the inner cross-beam component, through which the shaft of a fastener passes. The sleeve contacts the inside of the opposing walls of the cross-beam component that is inside with respect to the overlap. In such a design, the at least one clamping nut can be attached in or on a fastener opening in the outer cross-beam component.

Von Vorteil ist bei einem solchen Querträger auch, dass durch die Verbindung zweier Querträgerkomponenten mittels zumindest eines, vorzugsweise jedoch mittels mehreren Befestigern, insbesondere Schraubbefestigern, materialunterschiedliche Querträgerkomponenten problemlos miteinander verbunden werden können. Im Unterschied zu stoffschlüssigen Verbindungen ist eine solche Verbindung, sollte dieses erforderlich sein, auch lösbar.Another advantage of such a cross member is that by connecting two cross member components using at least one, but preferably several fasteners, in particular screw fasteners, cross member components made of different materials can be easily connected to one another. In contrast to material-bonded connections, such a connection can also be removed if necessary.

Infolge der Entlastung der Anbindungspunkte des Querträgers an der Karosserie des Fahrzeuges können diese schlanker ausgelegt werden. Überdies lässt sich der Querträger aufgrund dieses Deformationsverhaltens besser dimensionieren und benötigt keine Überdimensionierung in Teilbereichen.As a result of the reduction in load on the connection points of the cross member to the vehicle body, these can be designed to be slimmer. In addition, the cross member can be better dimensioned due to this deformation behavior and does not require over-dimensioning in certain areas.

Um eine Montage zweier miteinander zu befestigenden Querträgerkomponenten im Bereich ihres Überlappes zu erleichtern, ist bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem mehrere Schraubbefestiger zum Verbinden und Verspannen zweier Querträgerkomponenten im Bereich ihres Überlappes miteinander eingesetzt werden, vorgesehen, dass eines der beiden Querträgerkomponenten bereits mit Muttern ausgerüstet ist. Hierbei kann es sich beispielsweise um Schweiß-, Stanz- oder Nietmuttern handeln. Diese Aufzählung ist nicht abschließend. Eine solche Ausgestaltung ist vor allem dann zweckmäßig, wenn zwei Hohlkammerprofile als Querträgerkomponenten miteinander zu verbinden sind, wobei die eine Querträgerkomponente mit einem Endabschnitt in das offene Ende der anderen Querträgerkomponente eingreift. In einem solchen Fall sind die Muttern der im Überlapp innenliegenden Querträgerkomponente zugeordnet, und zwar auf ihrer Innenseite. Bei einer Montage brauchen die beiden Querträgerkomponenten nur bezüglich ihrer Position zueinander eingerichtet werden. Dann werden die Schraubbefestiger in die durch die Muttern bereitgestellten Innengewinde eingeschraubt. Die Befestigerdurchbrechungen der bezüglich des Überlapps außenliegenden Querträgerkomponente sind mit dem erforderlichen Bewegungsspiel ausgeführt.In order to facilitate the assembly of two cross-beam components that are to be fastened together in the area of their overlap, in an embodiment in which several screw fasteners are used to connect and brace two cross-beam components in the area of their overlap, one of the two cross-beam components is already equipped with nuts. These can be, for example, weld, punch or rivet nuts. This list is not exhaustive. Such a design is particularly useful when two hollow chamber profiles are to be connected to one another as cross-beam components, with one cross-beam component engaging with an end section in the open end of the other cross-beam component. In such a case, the nuts are assigned to the cross-beam component that is inside the overlap, specifically on its inside. During assembly, the two cross-beam components only need to be adjusted in terms of their position relative to one another. The screw fasteners are then screwed into the internal threads provided by the nuts. The fastener openings of the cross-beam component that is outside the overlap are designed with the necessary play.

Das Bewegungsspiel erstreckt sich typischerweise in Richtung der Längserstreckung des Querträgers.The range of motion typically extends in the direction of the longitudinal extension of the cross member.

Als Muttern für eine solche Befestigung können auch solche eingesetzt werden, mit denen die beiden zueinander weisenden Oberflächen zweier Querträgerkomponenten im Überlappbereich voneinander auf Abstand gehalten werden. Bei einer solchen Ausführung durchgreift eine Mutter mit einem Abschnitt die Befestigerdurchbrechung der im Überlapp innenliegenden Querträgerkomponente und steht gegenüber der zu der anderen Querträgerkomponente weisenden Außenseite vor. Bei einer solchen Ausgestaltung ist die im Überlapp außenliegende Querträgerkomponente sodann auf der Stirnfläche einer solchen Mutter abgestützt. Erreicht wird hierdurch eine Kraftkonzentration, sodass auch durch eine solche Maßnahme und auch die Bemessung der Fläche der Stirnfläche die Höhe des Kraftschlusses eingerichtet werden kann, bis zu dem eine Relativbewegung der beiden Querträgerkomponenten nicht erfolgt. Einfluss nehmen kann man auf die Höhe des Kraftschlusses auch durch die Materialpaarung der beiden im Überlapp miteinander in Eingriff gestellten Querträgerkomponenten. Auch in gewisses Einpressen dieser Stirnfläche in die zu dieser weisenden Wand der Querträgerkomponente kann als Maßnahme zum Einrichten des Kraftschlusses bzw. der eine Verschiebung der beiden Querträgerkomponenten benötigten Lösekraft dienen. Zur Vergrößerung einer solchen Auflagefläche kann vorgesehen sein, einen solchen aus der Befestigerdurchbrechung der im Überlapp innenliegenden Querträgerkomponente zu einem Bund abzuflachen, der über den Rand der diesbezüglichen Befestigerdurchbrechung greift. Die mit ihrer stirnseitig gegen die Wand der daran anliegenden Querträgerkomponente wirkende Mutter kann bezüglich ihrer Stirnseite strukturiert sein, um auf diese Weise den Kraftschluss zwischen den beiden Querträgerkomponente n zu erhöhen. Durchaus möglich ist es, solche Strukturen auch richtungsorientiert vorzusehen, sodass der Kraftschluss in unterschiedliche Richtungen entsprechend unterschiedlich ausgelegt ist. Vorteilhaft ist, wenn eine solche Mutter auch innenseitig einen Bund aufweist, da dann durch die Ausbildung des außenliegenden Bundes zugleich diese Mutter formschlüssig an diese Querträgerkomponente angeschlossen ist. Auch andere Mittel zum Beabstanden zweier im Überlapp miteinander zu verbindenden Querträgerkomponenten sind möglich.Nuts that can be used for such a fastening can also be those that keep the two surfaces of two cross-member components facing each other at a distance from each other in the overlap area. In such a design, a nut with a section passes through the fastener opening of the cross-member component on the inside of the overlap and protrudes from the outside facing the other cross-member component. In such a design, the cross-member component on the outside of the overlap is then supported on the front face of such a nut. This achieves a concentration of force, so that such a measure and also the dimensioning of the area of the front face can also set the level of the frictional connection up to which a relative movement of the two cross-member components does not occur. The level of the frictional connection can also be influenced by the material pairing of the two cross-member components that are engaged with each other in the overlap. A certain pressing of this front face into the wall of the cross-member component facing it can also serve as a measure for setting up the frictional connection or the release force required to move the two cross-member components. To enlarge such a support surface, it can be provided to flatten such a collar from the fastener opening of the cross member component lying inside in the overlap, which collar extends over the edge of the relevant fastener opening. The nut, which acts with its front side against the wall of the cross member component adjacent to it, can be structured with regard to its front side in order to increase the frictional connection between the two cross member components. It is certainly possible to provide such structures in a direction-oriented manner, so that the frictional connection is designed differently in different directions. It is advantageous if such a nut also has a collar on the inside, since the formation of the outer collar then also connects this nut to this cross member component in a form-fitting manner. Other means for spacing two cross member components to be connected to one another in the overlap are also possible.

In Abhängigkeit von der Position der beiden in einem Überlapp zueinander angeordneten Querträgerkomponenten innerhalb des Querträgers kann das Bewegungsspiel unterschiedlich ausgelegt, also beispielsweise in eine bestimmte Richtung gerichtet, oder mit einem unterschiedlichen Maß ausgeführt sein. Auf diese Weise kann das Deformationsverhalten des Querträgers beeinflusst werden.Depending on the position of the two cross member components arranged in an overlap within the cross member, the play of movement can be designed differently, for example directed in a certain direction, or designed with a different dimension. In this way, the deformation behavior of the cross member can be influenced.

Ein solcher Querträger kann durchaus mehr als zwei Querträgerkomponenten aufweisen, die in der vorbeschriebenen Weise miteinander verbunden sind. Dann verfügt ein solcher Querträger über mehrere im Falle eines Frontalcrashs eine Querträgerlängung (Dehnung) zulassende Stellen.Such a cross member can have more than two cross member components that are connected to each other in the manner described above. In this case, such a cross member has several points that allow the cross member to elongate (stretch) in the event of a frontal crash.

Typischerweise wird man bei einem solchen Querträger ausführen, dass dieser zumindest zwei sich in Längserstreckung des Querträgers erstreckende Querträgerkomponenten umfasst. Ist ein solcher Querträger aus zwei derartigen Querträgerkomponenten hinsichtlich seiner Längserstreckung zusammengesetzt, befindet sich der Überlapp vorzugsweise in einem mittleren Abschnitt des Querträgers. Sicherlich wird man die Verbindung zweier solcher Querträgerkomponenten dort platzieren, wo ein entsprechender Einbauraum zur Verfügung steht. Mitunter werden zwei sich in Längserstreckung des Querträgers ersteckende Querträgerkomponenten auch mit Abstand zueinander angeordnet. Diese sind dann mit einer Verbindungskomponente verbunden, welche typischerweise verkröpft ist, um im Bereich der Mitte des Fahrzeuges hinsichtlich seiner Quererstreckung Raum zur Unterbringung eines Aggregates bereitzustellen. Durchaus möglich ist auch, dass zwei derartige Querträgerkomponenten durch das Gehäuse eines Aggregates selbst miteinander verbunden sind. Der Anschluss dieser beiden Querträgerkomponenten an ein solches Aggregat oder an eine Verbinderkomponente kann in derselben Weise erfolgen, wie dieses vorstehend anhand von zwei Querträgerkomponenten beschrieben ist. Dann stellt das Aggregat bzw. die Verbinderkomponente eine Querträgerkomponente im Sinne dieser Ausführungen dar.Typically, such a cross member will comprise at least two cross member components extending in the longitudinal direction of the cross member. If such a cross member is made up of two such cross member components components in terms of its longitudinal extent, the overlap is preferably located in a middle section of the cross member. The connection between two such cross member components will certainly be placed where there is appropriate installation space available. Sometimes two cross member components extending in the longitudinal extent of the cross member are also arranged at a distance from one another. These are then connected to a connecting component, which is typically offset in order to provide space for accommodating an assembly in the area of the middle of the vehicle in terms of its transverse extent. It is also entirely possible for two such cross member components to be connected to one another by the housing of an assembly itself. The connection of these two cross member components to such an assembly or to a connector component can be carried out in the same way as described above using two cross member components. The assembly or the connector component then represents a cross member component within the meaning of these statements.

Anstelle eines solchen Verbindungsstückes können zwei zueinander mit einem geringen Abstand oder sogar auf Stoß zueinander angeordnete Querträgerkomponenten durch eine dritte Querträgerkomponente als Verbinder miteinander verbunden werden. Diese dritte Komponente ist im Überlapp zu den beiden anderen Querträgerkomponenten angeordnet und in der vorbeschriebenen Art und Weise mit diesen verbunden. Bei einer solchen dritten Querträgerkomponente kann es sich beispielsweise um die Anbindung einer Tunnelstütze oder auch jedweder anderen Abstützung des Querträgers handeln.Instead of such a connecting piece, two cross-beam components arranged at a small distance from each other or even abutting each other can be connected to each other by a third cross-beam component as a connector. This third component is arranged in an overlap with the other two cross-beam components and is connected to them in the manner described above. Such a third cross-beam component can, for example, be the connection of a tunnel support or any other support for the cross-beam.

Durchaus möglich ist es auch, den Querträger mit Anschlussteilen zum Anschließen des Querträgers an die Fahrzeugkarosserie, beispielsweise die A-Säulen, so zu konzipieren, dass diese in derselben Weise als Querträgerkomponente im Sinne dieser Ausführungen mit dem Querträger bzw. einer Querträgerkomponente verbunden sind. Ein solches Anschlussteil ist dann mit zumindest einem Schraubbefestiger an dem Querträger bzw. der weiteren Querträgerkomponente angeschlossen, wobei beispielsweise das erforderliche Bewegungsspiel in den Befestigerdurchbrechungen des Anschlussteils angeordnet sind.It is also entirely possible to design the cross member with connecting parts for connecting the cross member to the vehicle body, for example the A-pillars, in such a way that these are connected to the cross member or a cross member component in the same way as a cross member component in the sense of these embodiments. Such a connecting part is then connected to the cross member or the other cross member component with at least one screw fastener, with the required play of movement being arranged in the fastener openings of the connecting part, for example.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

1: Eine perspektivische Ansicht eines schematisiert dargestellten, als Instrumententafelträger ausgelegten Querträgers gemäß einer ersten erfinderischen Ausgestaltung,
2: Eine Frontansicht des Querträgers der 1 ohne Schraubbefestiger,
3: Eine vergrößerte Detaildarstellung aus dem in 2 gekennzeichneten Bereich des Querträgers der 2,
4: Eine Querschnittsdarstellung durch den Querträger der 2 entlang der Linie A-B,
5: Eine Detailvergrößerung des Querschnittes der 4,
6: Eine Draufsicht auf den Querträger der vorstehenden Figuren nach einem Frontcrash-Lastfall,
7: Eine Detailvergrößerung des deformierten Querträgers der 6 in einer Frontansicht, dargestellt ohne Schraubbefestiger,
8: Ein Kraft-Weg-Diagramm zum Darstellen des Verformungsverhaltens des Querträgers der vorstehenden Figuren im Vergleich zu einem Querträger gemäß dem Stand der Technik,
9: Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Querträgers in einer perspektivischen Darstellung,
10: Noch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Querträgers und
11: Noch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Querträgers.

The invention is described below using exemplary embodiments with reference to the attached figures. They show:

1 : A perspective view of a schematically illustrated cross member designed as an instrument panel carrier according to a first inventive embodiment,
2 : A front view of the cross member of the 1 without screw fasteners,
3 : An enlarged detail from the 2 marked area of the cross member of the 2 ,
4 : A cross-section through the cross member of the 2 along line AB,
5 : A detailed enlargement of the cross section of the 4 ,
6 : A top view of the cross member of the previous figures after a front crash load case,
7 : A detailed enlargement of the deformed cross member of the 6 in a front view, shown without screw fasteners,
8 : A force-displacement diagram to illustrate the deformation behavior of the cross member of the preceding figures in comparison to a cross member according to the prior art,
9 : Another embodiment of a cross member according to the invention in a perspective view,
10 : Yet another embodiment of a cross member according to the invention and
11 : Yet another embodiment of a cross member according to the invention.

Ein als Instrumententafelträger ausgelegter Querträger 1 für ein Kraftfahrzeug umfasst zwei Querträgerkomponenten 2, 3. Die Querträgerkomponenten sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Hohlkammerprofile ausgeführt. Die als Hohlkammerprofile ausgeführten Querträgerkomponenten 2, 3 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus Stahlplatinen in die in den Figuren erkennbare Form gebracht worden. An den voneinander wegweisenden Enden tragen die beiden Querträgerkomponenten 2, 3 jeweils ein nicht näher spezifiziertes Anschlussteil 4 bzw. 5 zum Anschließen des Querträgers 1 an die A-Säulen eines Fahrzeuges, zwischen denen sich der Querträger 1 erstreckt.A cross member 1 designed as an instrument panel carrier for a motor vehicle comprises two cross member components 2, 3. In the embodiment shown, the cross member components are designed as hollow chamber profiles. In the embodiment shown, the cross member components 2, 3 designed as hollow chamber profiles have been made from steel plates into the shape shown in the figures. At the ends pointing away from each other, the two cross member components 2, 3 each have a connection part 4 or 5, which is not specified in more detail, for connecting the cross member 1 to the A-pillars of a vehicle, between which the cross member 1 extends.

Die beiden Querträgerkomponenten 2, 3 sind bezüglich ihrer Querschnittsgeometrie so ausgelegt, dass die Querträgerkomponente 3 mit ihrem einen Endabschnitt in das offene Ende der Querträgerkomponente 2 eingeschoben werden kann. Die Weite des Eingriffes der Querträgerkomponente 3 in die Querträgerkomponente 2 ist in 1 gestrichelt angedeutet. Dieser Bereich wird im Rahmen dieser Ausführungen auch als Überlapp 6 angesprochen. Im Bereich des Überlappes 6 sind die beiden Querträgerkomponenten 2, 3 mit mehreren Schraubbefestigern 7 miteinander verbunden und gegeneinander verspannt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Schraubbefestiger an der Frontseite und drei weitere Schraubbefestiger auf der gegenüberliegenden Rückseite des Querträgers 1 montiert. Die Schraubbefestiger 7 durchgreifen die Querträgerkomponenten 2, 3 nicht insgesamt, sondern nur die benachbart zueinander angeordneten Wände derselben. Zum Zwecke einer Montage der beiden Querträgerkomponenten 2, 3 miteinander sind jeweils die benachbart zueinander angeordneten Wände der beiden Querträgerkomponenten 2, 3 - hier: der jeweiligen Frontwand sowie der jeweiligen Rückwand - miteinander verspannt. Zu diesem Zweck verfügen beide Querträgerkomponenten 2, 3 in ihrem Überlapp miteinander fluchtende Befestigerdurchbrechungen 8, 9.The two cross-member components 2, 3 are designed in terms of their cross-sectional geometry such that the cross-member component 3 can be inserted with its one end section into the open end of the cross-member component 2. The extent of the engagement of the cross-member component 3 into the cross-member component 2 is in 1 indicated by dashed lines. This area is also referred to as overlap 6 in the context of these explanations. In the area of overlap 6, the two cross member components 2, 3 are connected to each other with several screw fasteners 7 and are secured against each other. which is braced. In the embodiment shown, three screw fasteners are mounted on the front side and three further screw fasteners on the opposite rear side of the cross member 1. The screw fasteners 7 do not penetrate the cross member components 2, 3 as a whole, but only the adjacent walls of the same. For the purpose of assembling the two cross member components 2, 3 with one another, the adjacent walls of the two cross member components 2, 3 - here: the respective front wall and the respective rear wall - are braced with one another. For this purpose, both cross member components 2, 3 have fastener openings 8, 9 that are aligned with one another in their overlap.

Bei dem Querträger 1 ist von Besonderheit, dass die Befestigerdurchbrechungen 8, 9 bezüglich ihrer Weite bzw. Querschnittsfläche unterschiedlich ausgelegt sind. In die Befestigerdurchbrechung 9 ist, wie aus 4 ersichtlich, eine Mutter 10 eingesetzt. In ihr Innengewinde 11 greift ein Schraubbefestiger 7 mit seinem Schraubenschaft ein. In der Frontansicht des Querträgers 1 der 2 und 3 ist dieser ohne die in die Muttern 10 eingeschraubten Schraubbefestiger 7 gezeigt. Die Schraubbefestiger 7 sind in der 1 dargestellt. Vor allem die Detailvergrößerung der 3 aus dem Bereich des Überlapps 6 wird deutlich, dass die Befestigerdurchbrechungen 8 der Querträgerkomponente 2 deutlich größer sind als diejenigen der innenliegenden Querträgerkomponente 3. Die Lage und der Durchmesser des Schraubenschaftes der Schraubbefestiger innerhalb der Befestigersdurchbrechung 8 ist anhand des Innengewindes 11 der Muttern 10 zu erkennen. Der Schraubenschaft ist innerhalb der Befestigerdurchbrechung 8 mit einem Bewegungsspiel angeordnet. Dieses ist der verbleibende Raum zwischen der Mantelfläche des die Befestigerdurchbrechung 8 durchgreifenden Schraubenschaftes eines Schraubbefestigers 7 und dem Rand 12 der Befestigerdurchbrechung 8. Die Befestigerdurchbrechung 8 ist nach Art eines Langloches ausgeführt, dessen Achse in Richtung der Längserstreckung des Querträgers 1 weist. Damit ist ein Bewegungsspiel zugelassen, bei dem die beiden im Überlapp 6 miteinander verbundenen Querträgerkomponenten 2, 3 in Richtung der Längserstreckung des Querträgers 1 bei Anliegen einer entsprechenden, in diese Richtung wirkenden Kraft voneinander wegbewegt werden können.A special feature of the cross member 1 is that the fastener openings 8, 9 are designed differently in terms of their width or cross-sectional area. As can be seen from 4 As can be seen, a nut 10 is inserted. A screw fastener 7 engages in its internal thread 11 with its screw shaft. In the front view of the cross member 1 of the 2 and 3 This is shown without the screw fasteners 7 screwed into the nuts 10. The screw fasteners 7 are in the 1 Above all, the detailed enlargement of the 3 From the area of the overlap 6 it is clear that the fastener openings 8 of the cross member component 2 are significantly larger than those of the inner cross member component 3. The position and diameter of the screw shaft of the screw fastener within the fastener opening 8 can be seen from the internal thread 11 of the nuts 10. The screw shaft is arranged within the fastener opening 8 with a play for movement. This is the remaining space between the outer surface of the screw shaft of a screw fastener 7 that passes through the fastener opening 8 and the edge 12 of the fastener opening 8. The fastener opening 8 is designed like an elongated hole, the axis of which points in the direction of the longitudinal extension of the cross member 1. This allows a range of motion in which the two cross member components 2, 3 connected to one another in the overlap 6 can be moved away from one another in the direction of the longitudinal extension of the cross member 1 when a corresponding force acting in this direction is applied.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Muttern 10 ausgeführt, damit diese mit einem Abschnitt aus der Befestigerdurchbrechung 9, wie in den 4 und 5 gezeigt, herausragen. Der gegenüber der Flachseite dieser Wand der Querträgerkomponente 3 vorstehende Abschnitt der Mutter 10 ist zu einem Bund 13 umgeformt, der den Rand der Befestigerdurchbrechung 8 überragt. Somit dient der Bund 13 als Abstandshalter zu der benachbart angeordneten Wand der Querträgerkomponente 2. Aufgrund der Beabstandung der beiden im Überlapp 6 benachbart zueinander angeordneten Wände der Querträgerkomponenten 2, 3 können diese daher problemlos auch aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein, ohne dass Kontaktkorrosionen in Kauf genommen werden müssten. Wie aus der Schnittdarstellung der 4 deutlich, ist die äußere Mantelfläche der im Überlapp 6 innenliegenden Querträgerkomponente 3 umfänglich von der Innenseite der äußeren Querträgerkomponente 2 beabstandet.In the illustrated embodiments, the nuts 10 are designed so that they can be connected to a section of the fastener opening 9, as in the 4 and 5 shown, protrude. The section of the nut 10 protruding from the flat side of this wall of the cross member component 3 is formed into a collar 13 which projects beyond the edge of the fastener opening 8. The collar 13 thus serves as a spacer to the adjacent wall of the cross member component 2. Due to the spacing of the two walls of the cross member components 2, 3 arranged adjacent to each other in the overlap 6, these can therefore easily be made of different materials without having to accept contact corrosion. As can be seen from the sectional view of the 4 clearly, the outer surface of the inner cross member component 3 in the overlap 6 is circumferentially spaced from the inner side of the outer cross member component 2.

Die Muttern 10 verfügen auch über einen innenseitig über die Befestigerdurchbrechung 9 in radialer Richtung auskragenden Bund 14. Auf diese Weise sind diese formschlüssig an der Wand der Querträgerkomponente 3 gehalten.The nuts 10 also have a collar 14 that projects radially over the fastener opening 9 on the inside. In this way, they are held in a form-fitting manner on the wall of the cross member component 3.

Sind die beiden Querträgerkomponenten 2, 3 durch die in die Muttern 10 eingreifenden Schraubbefestiger miteinander verspannt, typischerweise mit einer vordefinierten Spannkraft, ist die damit erzeugte Klemmkraft hinreichend hoch, um den Anforderungen an einen Kraftschluss zwischen den beiden Querträgerkomponenten 2, 3 bei einem bestimmungsgemäßen Einsatz des Querträgers 1 zu genügen.If the two cross member components 2, 3 are clamped together by the screw fasteners engaging in the nuts 10, typically with a predefined clamping force, the clamping force generated thereby is sufficiently high to meet the requirements for a frictional connection between the two cross member components 2, 3 when the cross member 1 is used as intended.

Im Falle eines Frontcrashes, der den Klemmschluss zwischen den beiden Querträgerkomponenten 2, 3 im Bereich des Überlapps 6 überschreitet, wird sich der Querträger 1, wie in 6 dargestellt, in Richtung zum Innenraum des Fahrzeuges S-förmig deformieren. Eine solche Verformung ist durch die vorbeschriebene Verbindung der beiden Querträgerkomponenten 2, 3 möglich, da durch das belassene Bewegungsspiel eine Längung (Dehnung) des Querträgers 1 möglich ist. Die in einem solchen Falle auf den Querträger 1 wirkende Kraft führt somit zunächst zu einer Verformung des Querträgers 1, begleitet durch eine Verstellung der beiden Querträgerkomponenten 2, 3 gegeneinander, wobei durch diese Verstellung der beiden Querträgerkomponenten 2, 3 infolge einer Überwindung des Kraftschlusses Energie absorbiert wird. Dieses führt zu dem Ergebnis, dass die Anschlussteile 4, 5 bzw. der damit bewirkte Anschluss des Querträgers 1 an die A-Säulen der Fahrzeugkarosserie signifikant weniger belastet sind. Entsprechend geringer ist die Gefahr, dass eine dieser Anschlusspunkte reißt. Entsprechend mehr Energie kann in einem solchen Falle der Querträger 1 ohne Gefährdung von im Innenraum des Fahrzeuges befindlichen Insassen aufnehmen bzw. verbrauchen. Durch die Verschiebung der beiden Querträgerkomponenten 2, 3 gegeneinander wird durch diese Maßnahme in gewisser Deformationsweg bereitgestellt bzw. aufgenommen, bevor eine weitere Deformation einsetzt.In the event of a frontal crash that exceeds the clamping force between the two cross member components 2, 3 in the area of the overlap 6, the cross member 1 will, as shown in 6 shown, deform in an S-shape towards the interior of the vehicle. Such a deformation is possible due to the previously described connection of the two cross member components 2, 3, since the remaining play in movement allows an elongation (stretching) of the cross member 1. The force acting on the cross member 1 in such a case therefore initially leads to a deformation of the cross member 1, accompanied by an adjustment of the two cross member components 2, 3 against each other, whereby energy is absorbed by this adjustment of the two cross member components 2, 3 as a result of overcoming the frictional connection. This leads to the result that the connecting parts 4, 5 and the resulting connection of the cross member 1 to the A-pillars of the vehicle body are subjected to significantly less stress. The risk of one of these connection points tearing is correspondingly lower. In such a case, the cross member 1 can absorb or consume correspondingly more energy without endangering the occupants in the interior of the vehicle. By shifting the two cross member components 2, 3 against each other, this measure provides or absorbs a certain amount of deformation before further deformation occurs.

7 zeigt in einer Detailvergrößerung die Frontansicht des Querträgers 1 entsprechend der Darstellung der 3, wobei, da die Schraubbefestiger 7 nicht dargestellt sind, durch die Veränderung der Lage der Innengewinde 11 der Muttern 10 deutlich wird, wie weit die beiden Querträgerkraftkomponenten 2, 3 gegeneinander bewegt worden sind. Das Maß dieser Bewegung ist das Maß der zugelassenen Längung bzw. Dehnung des Querträgers 1 in einem solchen Fall. 7 shows in a detailed enlargement the front view of the cross member 1 according to the illustration of the 3 , whereby, since the screw fasteners 7 are not shown, the change in the position of the internal threads 11 of the nuts 10 makes it clear how far the two cross member force components 2, 3 have been moved against each other. The extent of this movement is the extent of the permissible elongation or expansion of the cross member 1 in such a case.

Das verbesserte Verhalten des Querträgers 1 bei einem Frontalcrash-Lastfall wird aus dem Diagramm der 8 deutlich. Während ein Querträger herkömmlicher Art bereits nach einem Verformungsweg x versagt, da zumindest ein Anschlusspunkt abgerissen ist und somit keine weiteren Kräfte aufgenommen werden können, konnte bei einem erfindungsgemäßen Querträger gleicher Bauart, jedoch mit dem vorbeschriebenen Bewegungsspiel selbst dann noch Kräfte aufnehmen, wenn der erforderlich Deformationsweg erreicht worden ist. Mithin konnte bis zu dem zum Bestehen eines Deformationstestes erforderlichen Deformationsweg y ein Versagen nicht festgestellt werden.The improved behaviour of cross member 1 in a frontal crash load case is shown in the diagram of the 8 While a conventional type of crossbeam fails after a deformation path x, because at least one connection point has broken off and thus no further forces can be absorbed, a crossbeam according to the invention of the same design but with the previously described play of movement could still absorb forces even when the required deformation path had been reached. Consequently, failure could not be determined up to the deformation path y required to pass a deformation test.

Festgemacht wird dieses bessere Verhalten daran, dass der Querträger 1 in dem Überlapp 6 seiner Querträgerkomponenten 2, 3 eine gewisse Längung erfahren darf und dass infolge der anliegenden Klemmkraft die beiden Querträgerkomponenten 2, 3 nur mit Kraft gegeneinander verstellt werden können. In dem Diagramm der 8 ist dieser Abschnitt in der Kurve als Nachrutschen infolge der Überschreitung der Klemmkraft kenntlich gemacht. Dass die zum Verstellen benötigte Kraft nicht nachlässt, lässt sich dem Kurvenerlauf dieses Abschnittes deutlich entnehmen. Durch die Möglichkeit des Verschiebens der beiden Querträgerkomponenten 2, 3 zum Bewirken einer Längung des Querträgers 1 wird eine weitere Deformation in den Querträger 1 erst eingebracht, wenn das Bewegungsspiel ausgeschöpft ist, mithin der Schraubenschaft der Schraubbefestiger 7 an dem Rand 12 der Befestigerdurchbrechung 8, wie in 7 gezeigt, angelangt ist. Damit stellt der Bewegungsspielraum einen Teil des erforderlichen Deformationsweges dar, in dem die beiden Querträgerkomponenten 2, 3 beschädigungsfrei gegeneinander verstellt werden können.This better behaviour is due to the fact that the cross member 1 is allowed to undergo a certain elongation in the overlap 6 of its cross member components 2, 3 and that due to the clamping force applied, the two cross member components 2, 3 can only be adjusted against each other with force. In the diagram of the 8 This section of the curve is marked as slipping due to the clamping force being exceeded. The fact that the force required for adjustment does not decrease can be clearly seen from the curve of this section. Due to the possibility of moving the two cross member components 2, 3 to cause the cross member 1 to be lengthened, further deformation is only introduced into the cross member 1 when the movement play has been exhausted, thus the screw shaft of the screw fastener 7 on the edge 12 of the fastener opening 8, as in 7 shown. The range of motion thus represents part of the required deformation path in which the two cross member components 2, 3 can be adjusted against each other without damage.

Bei dem Ausführungsbeispiel der vorstehenden Figuren ist der Querträger 1 aus zwei der Längserstreckung des Querträgers 1 folgenden Querträgerkomponenten 2, 3 zusammengesetzt. Dieses gilt grundsätzlich auch für den in 9 gezeigten Querträger 15. Der Querträger 15 unterscheidet sich von dem Querträger 1 dadurch, dass die im Bereich des Überlappes außen sitzende Querträgerkomponente 16 ausgebildet ist, damit an diese eine Stütze 17, etwa als Tunnelstütze ausgeführt, angeschlossen werden kann. Die Querträgerkomponente 16 ist mit der in ihren offenen Endabschnitt eingreifenden Querträgerkomponente 18, bei welcher es sich um exakt die Querträgerkomponente 2 des zuvor gestellten Ausführungsbeispiels handelt, verbunden. In gleicher Weise erfolgt der Anschluss der Stütze 17 an die Querträgerkomponente 16, wobei die Stütze 17 mit ihrem oberen Endabschnitt ebenfalls mit einem Überlapp an den zur Stütze 17 weisenden Anbindungsabschnitt 19 angeschlossen ist.In the embodiment of the above figures, the cross member 1 is composed of two cross member components 2, 3 following the longitudinal extension of the cross member 1. This also applies in principle to the 9 shown cross member 15. The cross member 15 differs from the cross member 1 in that the cross member component 16 located on the outside in the area of the overlap is designed so that a support 17, for example designed as a tunnel support, can be connected to it. The cross member component 16 is connected to the cross member component 18 engaging in its open end section, which is exactly the cross member component 2 of the previously presented embodiment. The support 17 is connected to the cross member component 16 in the same way, with the support 17 also being connected with its upper end section with an overlap to the connection section 19 pointing to the support 17.

Noch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Querträgers ist in 10 gezeigt. Dieser Querträger 20 verfügt über zwei Querträgerkomponenten 21, 22, die der Längserstreckung des Querträgers 20 folgen. Ferner verfügt der Querträger 20 über eine Stütze 23. Verbunden sind diese drei Querträgerkomponenten 21, 22, 23 über ein Verbindungsglied 24, welches eine weitere Querträgerkomponente darstellt. An das Verbindungsglied 24 sind die Querträgerkomponenten 21, 22, 23 angeschlossen, wie dieses zu dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 7 zwischen den beiden Querträgern 2, 3 beschrieben ist. Der Querträger 20 verdeutlicht, dass das erfindungsgemäße Konzept sich auch bei sogenannten „Knoten“ realisieren lässt.Yet another embodiment of a cross member according to the invention is shown in 10 shown. This cross member 20 has two cross member components 21, 22, which follow the longitudinal extension of the cross member 20. The cross member 20 also has a support 23. These three cross member components 21, 22, 23 are connected via a connecting member 24, which represents another cross member component. The cross member components 21, 22, 23 are connected to the connecting member 24, as is the case with the embodiment of the 1 to 7 between the two cross members 2, 3. The cross member 20 illustrates that the inventive concept can also be implemented in so-called “nodes”.

Das erfindungsgemäße Konzept lässt sich auch an den Anschlussteilen, mit denen der Querträger an die Fahrzeugkarosserie, typischerweise die A-Säule eines Fahrzeuges angeschlossen ist, umsetzen. Ein solches Beispiel zeigt 11. Dieser Querträger 25 verfügt über eine Querträgerkomponente 26, die sich in Längserstreckung des Querträgers 25 erstreckt. Das endseitige Anschlussteil 27 ist nach Art einer Explosionsdarstellung beabstandet von dem Ende der Querträgerkomponente 26 gezeigt. Das Anschlussteil 27 ist in einer Draufsicht U-förmig ausgeführt und überlappt mit seinen Schenkeln den Endabschnitt der Querträgerkomponente 26. Verbunden sind die Querträgerkomponente 26 und das Anschlussteil 27 in derselben Art, wie dieses vorstehend anhand der anderen Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist. Im Unterschied zu den Muttern 10 der vorstehenden Ausführungsbeispiele trägt das Anschlussteil 27 an den entsprechenden Positionen Schweißmuttern 28.The inventive concept can also be implemented on the connecting parts with which the cross member is connected to the vehicle body, typically the A-pillar of a vehicle. One such example is shown in 11 This cross member 25 has a cross member component 26 which extends in the longitudinal direction of the cross member 25. The end connection part 27 is shown in the manner of an exploded view at a distance from the end of the cross member component 26. The connection part 27 is U-shaped in a plan view and its legs overlap the end section of the cross member component 26. The cross member component 26 and the connection part 27 are connected in the same way as described above with reference to the other embodiments. In contrast to the nuts 10 of the above embodiments, the connection part 27 has weld nuts 28 at the corresponding positions.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen erläutert worden. Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, ergeben sich für einen Fachmann zahlreiche weitere Möglichkeiten diese umzusetzen, ohne dass diese im Rahmen dieser Ausführungen im einzelnen erläutert werden müssten.The invention has been explained using exemplary embodiments. Without departing from the scope of the applicable claims, numerous other possibilities for implementing this arise for a person skilled in the art without these having to be explained in detail in the context of these statements.

Bezugszeichenlistelist of reference symbols

11: Querträgercrossbeam
22: Querträgerkomponentecross member component
33: Querträgerkomponentecross member component
44: Anschlussteilconnector
55: Anschlussteilconnector
66: Überlappoverlap
77: Schraubbefestigerscrew fasteners
88: Befestigerdurchbrechungfastener opening
99: Befestigerdurchbrechungfastener opening
1010: MutterMother
1111: Innengewindeinternal thread
1212: Randedge
1313: Bundfederal government
1414: Bundfederal government
1515: Querträgercrossbeam
1616: Querträgerkomponentecross member component
1717: Stützesupport
1818: Querträgerkomponentecross member component
1919: Anbindungsabschnittconnecting section
2020: Querträgercrossbeam
2121: Querträgerkomponentecross member component
2222: Querträgerkomponentecross member component
2323: Stützesupport
2424: Verbindungsgliedconnecting link
2525: Querträgercrossbeam
2626: Querträgerkomponentecross member component
2727: Anschlussteilconnector

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102018126040 A1 [0004]

Claims

Cross member (1, 15, 20, 25) for a vehicle, in particular a motor vehicle, composed of at least two components, which cross member components (2, 3; 16 - 18; 21 - 24; 26, 27) are non-positively connected to one another to form the cross member (1, 15, 20, 25), characterized in that two cross member components (2, 3; 16 - 18; 21 - 24; 26, 27) are arranged with an overlap (6) to one another and are connected to one another by at least one fastener (7) arranged in the overlap (6), which extends through the two cross member components (2, 3; 16 - 18; 21 - 24; 26, 27) or parts thereof and clamps them together in such a way that the non-positive connection between the two cross member components (2, 3; 16 - 18; 21 - 24; 26, 27) results from the pre-tensioning force provided by the at least one fastener (7), and that the fastener opening (8) of at least one of the two cross member components (2, 3; 16 - 18; 21 - 24; 26, 27) penetrated by a fastener (7) is designed with a play of movement so that when a force acting on the cross member (1, 15, 20, 25) is exceeded which is higher than the clamping force applied by the pre-tensioning of the at least one fastener (7) between the two cross member components (2, 3; 16 - 18; 21 - 24; 26, 27), the two cross member components (2, 3; 16 - 18; 21 - 24; 26, 27) are adjusted relative to one another to the extent permitted by the play of movement.

cross member after claim 1 , characterized in that the at least one fastener is a screw fastener (7).

cross member after claim 2 , characterized in that several screw fasteners (7) are provided for connecting the two cross member components in the region of their overlap, that one of the two cross member components (3, 17, 18, 21 - 23) is equipped with nuts (10) on its side facing away from the other cross member component (2, 16, 24), in the internal thread (11) of which the screw thread of a respective screw fastener (7) engages, and that the complementary fastener opening (8) of the other cross member component (2, 16, 24) is designed with the required play.

cross member after claim 3 , characterized in that the nuts (10) of one cross member component (3) penetrate the fastener opening (9) assigned to it with a section and protrude with this section from the fastener opening (9) in the direction of the other cross member component (2).

cross member after claim 4 , characterized in that the portion of the nut (10) protruding from a fastener opening (9) is formed into a collar (13) which overlaps the edge of the fastener opening (9) in the radial direction.

Crossbeam according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the movement play of the at least one fastener opening (8) allows freedom of movement of the fastener (7) penetrating this fastener opening in several directions.

Crossbeam according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the movement play of the at least one fastener opening (8) allows freedom of movement of the fastener (7) passing through this fastener opening (8) in a preferred direction.

cross member after claim 7 , characterized in that the at least one fastener opening (8) is designed in the manner of an elongated hole.

Crossbeam according to one of the Claims 3 or one of the Claims 4 until 8 , each with reference to claim 3 , characterized in that the play of movement of at least one fastener opening in relation to the existing play of movement for the screw fastener passing through it is designed differently than for other fastener openings.

Crossbeam according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the cross member (1, 15, 20, 25) comprises at least two cross member components (2, 3; 16, 18; 21, 22; 26, 27) extending in the transverse direction thereof and arranged with an overlap (6) with respect to one another.

cross member after claim 10 , characterized in that the overlap (6) of the two cross member components (2, 3; 16, 18; 21, 22) is arranged in a middle section of the cross member (1, 15, 20) with respect to its longitudinal extension.

cross member after claim 10 or 11 , characterized in that the cross member components (2, 3; 16 - 18; 21 - 24) which are connected to one another in a force-locking manner in the overlap (6) are at least partially designed as hollow profiles and in the overlap (6) fasteners (7) only penetrate the walls of the two cross member components (2, 3; 16 - 18; 21 - 24) which are arranged adjacent to one another, wherein both on the side facing forward in the direction of travel and on the side opposite this side for connecting the two cross member components (2, 3; 16 - 18; 21 - 24).

cross member after claim 10 or 11 , characterized in that the fastener or fasteners used for the force-fitting connection of the two cross member components penetrate the two cross member components in the overlap.

cross member after claim 13 , characterized in that a nut is fastened in or on the fastener opening(s) of the cross member component located on the outside in the overlap.

Crossbeam according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that two cross member components (21, 22) extending in the longitudinal extension of the cross member (15, 20) are connected to one another by a third cross member component (24) arranged with an overlap to the two cross member components (21, 22).

Crossbeam according to one of the Claims 10 until 15 , characterized in that the overlap (6) of the cross member components (16, 18; 21, 22) is provided in the region of a cross member support (17, 23) connected thereto, such as a tunnel support.

Crossbeam according to one of the Claims 1 until 16 , characterized in that the cross member (1, 15, 20, 25) is equipped at its ends with a connecting member (4, 5; 27) for connecting the cross member (1, 15, 20, 25) to the body of a vehicle as a cross member component with an overlap to the adjacent cross member component (2, 3; 26).

Crossbeam according to one of the Claims 1 until 17 , characterized in that the cross member components which are connected to one another in a force-locking manner in the overlap are made of different materials.

Crossbeam according to one of the Claims 1 until 18 , characterized in that the cross member (1, 15, 20, 25) is an instrument panel carrier.