(57)【要約】【課題】  本発明は、自動車内におけるクロスビーム１、特にコクピットクロスビームであって、このクロスビームが、両端部でこの自動車の車体と結合可能であり、且つ、中間の領域４内において、支持要素５を介して、この自動車の長手方向中央トンネルに支持可能である。このクロスビーム１は、少なくとも２つのクロスビーム要素２、３を有しており、これらクロスビーム要素が、前面端部側で、このクロスビーム１の中間の領域４内において、結合支持体６を介して互いに結合されている。この結合支持体６は、車両横方向における製造許容差の補償を許容する、【解決手段】  本発明にとって本質的に、このクロスビーム１は、結合支持体６を介して、支持要素５と結合されており、その際、この結合支持体６と支持要素５との間の結合が、ｚ方向内における許容差補償を可能とする。【選択図】      図１
2008127010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車内におけるクロスビーム（１）、特にコクピットクロスビームであって、
このクロスビームが、両端部でこの自動車の車体、特にＡピラーと結合可能であり、且つ、
中間の領域（４）内において、支持要素（５）を介して、この自動車の長手方向中央トンネルに支持可能であり、
−  その際、このクロスビーム（１）が、少なくとも２つのクロスビーム要素（２、３）を有しており、これらクロスビーム要素が、このクロスビーム（１）の中間の領域（４）内において、結合支持体（６）を介して互いに結合されており、
−  その際、この結合支持体（６）が、車両横方向における製造許容差の補償を許容する、
様式の上記クロスビームにおいて、
−  このクロスビーム（１）が、結合支持体（６）を介して、支持要素（５）と結合されていること、
−  この結合支持体（６）と支持要素（５）との間の結合が、垂直方向内における許容差補償を可能とするように構成されていること、
を特徴とするクロスビーム。
【請求項２】
結合支持体（６）と、両方のクロスビーム要素（２、３）のそれぞれの長手端部領域、及び／または支持要素（５）の長手端部領域とは、形状一体的に、互いに結合可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のクロスビーム。
【請求項３】
結合支持体（６）と、両方のクロスビーム要素（２、３）のそれぞれの長手端部領域とは、及び／または、
この結合支持体（６）と、支持要素（５）の長手端部領域とが、互いの中へ差込み可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のクロスビーム。
【請求項４】
クロスビーム要素（２、３）は、異なる断面寸法を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のクロスビーム。
【請求項５】
結合支持体（６）は、湾曲された形状を有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のクロスビーム。
【請求項６】
クロスビーム要素（２、３）の内の少なくとも１つのクロスビーム要素、及び／または支持要素（５）は、円形の断面を有していることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のクロスビーム。
【請求項７】
結合支持体（６）は、少なくとも１つのクロスビーム要素（２、３）と、及び／または、支持要素（５）と、強固に結合、特に溶接または接着されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のクロスビーム。
【請求項８】
結合支持体（６）は、金属鋳物部材として形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載のクロスビーム。
【請求項９】
クロスビーム要素（２、３）内の少なくとも１つのクロスビーム要素、及び／または、支持要素（５）は、中空成形体、特に管体として形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載のクロスビーム。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一つに記載のクロスビームを備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念による、自動車内におけるクロスビーム、特にコクピットクロスビームであって、このクロスビームが、両端部でこの自動車の車体、特にＡピラーと結合可能である上記クロスビームに関する。
本発明は、更に、この様式のクロスビームを備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
冒頭に記載した様式のクロスビームは、例えば、米国特許第６，１７６，５４４号明細書（特許文献１）から公知であり、その際、このクロスビームが、コクピットクロスビームとして形成されており、且つ、自動車内において、横方向に、車体の２つのＡピラーの間で組込み可能である。中間の領域内において、このクロスビームは、この自動車の床部、例えば長手方向中央トンネルに支持されており、その際、このクロスビームが、長手方向内において、２つのクロスビーム要素を有しており、これらクロスビーム要素が、このクロスビームの中間の領域内において、結合支持体を介して互いに結合可能である。この結合支持体を介して、このクロスビームの許容差補償が、車両横方向内において可能である。
【０００３】
クロスビームの類似の実施形態は、米国特許第５，９３１，５２０号明細書（特許文献２）から公知である。
【０００４】
更に、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１  ５２  ２４２号明細書（特許文献３）から、自動車の計器盤、並びに操作−表示要素の固定のためのモジュール支持体が公知であり、このモジュール支持体は、このモジュール支持体の端部領域に、車両セル（Fahrzeugzelle）との結合のための接続部位を有している。その際、このモジュール支持体は、３本脚の様式において形成されており、その際、これら接続部位が、この３本脚の端部において、それぞれに、運転者側のＡピラーと、床部領域内における長手方向中央トンネルと、および、ウインドガラスクロスビームと結合可能である。
【０００５】
可能な限り内部応力の生じない、自動車の組立てを可能とするために、可能な限り多数の構造部材コンポーネントが、可能な限り長時間、許容差補償を製造の間じゅう可能とするべきである。個別の車両コンポーネントが互いに結合されている場合、先ず始めに緩い結合部が固定され、且つこのことによって、これら個別の車両コンポーネントの間の剛性の結合が形成される。
【特許文献１】米国特許第６，１７６，５４４号明細書
【特許文献２】米国特許第５，９３１，５２０号明細書
【特許文献３】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１  ５２  ２４２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の課題は、冒頭に記載した様式のクロスビームに関し、特に応力の生じない組込みを自動車内へと可能とする、改善された実施形態を提示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は本発明に従い、独立した請求項の対象によって解決される。有利な実施形態は、従属請求項の対象である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、クロスビーム、特にコクピットクロスビームを、モジュール的に構成すること、およびこれら個別のモジュールを、第１に、極めて遅い製造工程内において強固に互いに結合することの、一般的な思想に基づいている。その際、本発明によるクロスビームは、少なくとも２つのクロスビーム要素を有しており、これらクロスビーム要素が、このクロスビームの中間の領域内において、結合支持体を介して互いに結合されている。この結合支持体は、車両横方向における製造許容差の補償を許容する。更に、このクロスビームが、このクロスビームの中間の領域内において、結合支持体でもって、支持要素を介して、自動車の車体、特に長手方向中央トンネルに支持され、その際、ここで、この結合支持体と支持要素との間の結合が、垂直方向内における許容差補償を可能とする。このことによって、クロスビームの有利な応力の生じない組込みが自動車内において達成され、その際、この結合支持体と、一方ではこれら両方のクロスビーム要素との間の、もしくは、他方では支持要素との間の結合は、その製造工程内においてこのクロスビームがまさしくこのクロスビームの緩めた状態の組込み位置を占めた、極めて遅い該製造工程の際に初めて固定される。この本発明による解決策によって、許容差、特に製造許容差を、車両横方向、即ちこのクロスビームの長手方向内において補償することだけでなく、垂直方向内においてもまた補償することは、従って可能である。何故ならば、この結合支持体と、このクロスビームを長手方向中央トンネルの上で支持する支持要素との間の結合が、同様に、許容差補償を可能とするからである。
【０００９】
合目的に、結合支持体と、両方のクロスビーム要素のそれぞれの長手端部領域とは、及び／または、この結合支持体と、支持要素の長手端部領域とは、形状一体的に、互いに結合可能である。この様式の形状一体的な結合は、本発明によるクロスビームの組立て、および、自動車内へのこのクロスビームの組込みを容易にし、その際、特に有利な実施形態により、上記コンポーネントの間の結合が、差込み結合部として形成されており、これら差込み結合部が、一つまたは多数の、ほんの僅かの互い中への差込みによって、所望の許容差補償を可能とする。
【００１０】
本発明による解決策の有利な更なる構成の場合、結合支持体は湾曲された形状を有している。この様式の湾曲された形状によって、例えば、クロスビーム要素は、これらクロスビーム要素の軸線が非同軸に指向する状態で互いに結合され得、従って、これら両方のクロスビーム要素が、例えば、互い違いに位置ずれされた状態、及び／または互いに傾斜された状態で設けられていることは可能である。この本発明による結合支持体は、従って、同様に、互い違いに位置ずれされて設けられている、クロスビーム要素の結合を可能にする。このことは、例えば、運転者用空間及び／または助手席の同乗者用空間に関する利点を有しており、このことによって、スペースの余裕が得られる。
【００１１】
本発明による解決策の更に有利な更なる構成の場合、結合支持体は、少なくとも１つのクロスビーム要素と、及び／または、支持要素と、強固に結合、特に溶接または接着されている。この場合、クロスビームは、このクロスビームの両方のクロスビーム要素、結合支持体、および支持要素でもって、先ず始めに、互いに緩い結合状態において、自動車内において設けられており、且つ、これら両方のクロスビーム要素と支持要素の固定の後に初めて、車体に強固に互いに結合される。この強固な結合は、例えば、個別のコンポーネントの継ぎ目溶接、または接着によって行なわれ、その際、これらコンポーネントが、次いで、応力の生じない状態で、互いに結合され得、このことは、これら個別の構造部材コンポーネントの長寿命性に対して有利な影響をもたらす。何故ならば、これら構造部材コンポーネントが、その場合に、明確により僅かの、応力による材料負荷を有しているからである。
【００１２】
本発明の更に重要な特徴および利点は、従属請求項、図、およびこれら図に基づいて所属する図の説明から与えられる。
【００１３】
上記の、および以下で更に説明されるべき特徴は、本発明の領域を離れることなく、それぞれに提示された組み合わせにおいてだけでなく、他の組み合わせにおいて、または単独の状態においても、使用可能である。
【００１４】
本発明の有利な実施例は、図において図示されており、且つ、以下の説明内において詳しく説明され、その際、同じ参照符号が、同じ、または類似の、または機能的に同じ構造部材と関係付けられている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に相応して、ここでコクピットクロスビームとして形成されている、本発明によるクロスビーム１は、２つのクロスビーム要素２、３を有している。それぞれの長手方向端部側で、このクロスビーム１は、図示されていない自動車の車体、特にこの自動車のＡピラーと結合可能である。この目的で、これら個別のクロスビーム要素２、３の長手方向端部領域に、それぞれに、これらＡピラーと結合可能なブラケット７が設けられており、その際、図１により、単に、このクロスビーム要素２におけるブラケット７だけが示されている。このクロスビーム１は、このクロスビームの中間の領域４内において、支持要素５を介して、同様に車体、有利には図示されていない自動車の長手方向中央トンネルに支持されており、且つ、このことによって、このクロスビーム１の撓みが低減される。この中間の領域４内において、これら両方のクロスビーム要素２、３は、ここでスリーブの様式で形成されている結合支持体６を介して互いに結合されており、その際、この結合支持体６が、許容差補償を、このクロスビーム１の長手方向において、即ち車両横方向において許容する。このクロスビーム１と支持要素５との間の結合は、本発明により、この結合支持体６を介して行われ、その際、この結合支持体６と支持要素５との間の結合が、同様に、許容差補償が、今度は垂直方向において可能であるように構成されている。
【００１６】
本発明に従う解決策によって、従って、先ず第一に、結合支持体６と両方のクロスビーム要素２、３との間の結合に関して、並びにこの結合支持体６と支持要素５との間の結合に関して、正しい位置合わせ可能である、即ち特に調節可能である、クロスビーム１が提供される。この正しい位置合わせ可能な状態において、このクロスビーム１は、自動車内において組込まれ、その際、例えば、ブラケット７が、強固にＡピラーと、および、この支持要素５が、強固に車体、特に強固にこの自動車の長手方向中央トンネルと結合される。引き続いて、個別の要素が例えば互いに溶接または接着されるというやり方で、この結合支持体６と、一方ではこれらクロスビーム要素２、３との間の、もしくは、他方ではこの支持要素５との間の、その時まで緩い状態の結合部が固定される。この本発明によるクロスビーム１は、従って、この車両内への、このクロスビーム１の応力の生じない組込みを可能にする。何故ならば、通常生じる製造許容差は、この結合支持体６と、一方ではこれら両方のクロスビーム要素２、３との間の、もしくは、他方ではこの支持要素５との間の、緩い状態の結合部を介して容易に補償され得るからである。
【００１７】
図１により、両方のクロスビーム要素２、３は、管体として形成されており、その際、同様に他の断面形状も、本発明によって包括されている。特に、これら両方のクロスビーム要素２、３の間の結合支持体６は、例えば、このクロスビーム要素２が、このクロスビーム要素３と比較してより大きな断面積即ち直径を有しているように形作られていることは可能である。更に、この結合支持体６が湾曲された形状を有していることは可能であり、およびこのことによって、２つの、互いに一列に並んでいないクロスビーム要素２、３の結合が許容される。
この様式の結合は、例えば、図２内において図示されており、その際、ここで、一方では、このクロスビーム要素２、３の軸線８、８′が互いに平行に指向しており、且つ、他方では、このクロスビーム要素２の直径ｄ１が、このクロスビーム要素３の直径ｄ２よりも大きい。更に、この結合支持体６が、これらクロスビーム要素２、３の両方の軸線８、８′が互いに傾斜して指向するように構成されていることは可能である。
【００１８】
同様に、図２から、結合支持体６と、両方のクロスビーム要素２、３の長手方向端部領域とが、形状一体的に互いの中に係合していることが見て取れ、その際、この結合支持体６と、これら両方のクロスビーム要素２、３との間の結合は、それぞれに、差込み結合部として形成されており、従って、この結合支持体６が、少なくとも部分的に、このそれぞれのクロスビーム要素２、３内へと挿入可能、即ち差込み可能である。この組み立てられた状態において、次いで、この結合支持体６と、クロスビーム要素２もしくは３の形状一体的に互いに密接する面とは、強固に互いに結合、例えば溶接または接着される。溶接もしくは接着は、その際、図２により、参照符号９でもって示された領域９内において行なわれる。
【００１９】
結合支持体６と、両方のクロスビーム要素２、３との間の結合が構成されていると同様に、この結合支持体６と、支持要素５との間の結合も構成され得、このことは図３により具体的に図示されている。この場合、この結合支持体６と、この支持要素５との間の結合は、同様に、差込み結合部として形成されており、その際、この結合支持体６が、ある程度の領域にわたって、この支持要素５内へと入り込んでいる。同様に、参照符号９でもって、この場合、可能な溶接もしくは接着部位が参照符号を付けられており、これら部位は、この結合支持体６と支持要素５との間の強固な結合を生じさせる。
【００２０】
結合支持体６は、種々の材料、特に金属鋳物から製造されていることは可能であり、その際、その材料が必要とされる剛性を備えている限りは、同様に他の材料も可能である。鋳物部材として形成された結合支持体６の場合、運転者側のクロスビーム要素２と助手席の同乗者側のクロスビーム要素３との間の互い違いの位置ずれは、同時に良好な衝突特性および僅かのステアリングの共振の場合に達成される。これらクロスビーム要素２、３、及び／または支持要素５は、有利には、中空成形体、特に管体として形成されており、且つこのことによって、まさしく、極めて高い曲げ強度、および有利には僅かの重量を備えている。
【００２１】
図４内において、他方また、クロスビーム１の中間の領域４が示されており、その際、ここで、特に良好に、両方のクロスビーム要素２、３の互い違いに位置ずれされた軸線８、８′を認識することができる。同様に、これら両方のクロスビーム要素２、３の異なる直径ｄ１、ｄ２が良好に認識され得、その際、これら両方のクロスビーム要素２、３を結合する結合支持体６は、ここで、直径縮小部材（Reduzierung）として形成されている。このクロスビーム要素２に、更に例えば、ステアリングコラムが結合されていることは可能であり、このことから、このクロスビーム要素３と比較して、このクロスビーム要素２の多少より強い断面、もしくは、多少より大きな直径が得られる。
【００２２】
図４内において、クロスビーム１が、このクロスビームの中間の領域４内において、後方から図示されており、その際、下方へと、結合支持体６から突出する突出部１０が、特に良好に認識可能であり、この突出部は、支持要素５内へと差し込まれており、且つ、この突出部が、ｚ方向内における本発明による許容差補償を可能にする。この場合、ｚ方向として、基本的に垂直方向が指示され、これに対して、ｙ方向は車両横方向であり、および、ｘ方向が車両長手方向である（図５参照）。
【００２３】
一般的に、本発明によるクロスビーム１は、結合支持体６と、支持要素５もしくは両方のクロスビーム要素２、３との間の緩い結合部を有する、このクロスビーム自体の組込み構造を備えている。これら両方のクロスビーム要素２、３が、それぞれに端部側で、自動車の車体のＡピラーと結合されており、且つ、同様にこの支持要素５が、この車体、例えば長手方向中央トンネルと強固に結合されている場合、この結合支持体６に対して未だに緩い結合部は、いまや固定され、特に接着または溶接によって解離不能に結合される。
このことは、この車体内における、クロスビーム１の応力の生じない組込みを可能とし、その際、同時に、ほぼ不可避である、ある程度の製造許容差が補償され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明によるクロスビーム１の図である。
【図２】結合支持体の領域内における、切断面Ａ−Ａにおける断面図である。
【図３】切断面Ｂ−Ｂ内における断面図である。
【図４】結合支持体の領域内における、本発明によるクロスビームの上方から見た図である。
【図５】図４におけるような、しかしながら、後方から見た図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    クロスビーム
２    クロスビーム要素
３    クロスビーム要素
４    中間の領域
５    支持要素
６    結合支持体
７    ブラケット
８、８′    軸線
９    領域、  部位
１０  突出部
ｄ１  クロスビーム要素２の直径
ｄ２  クロスビーム要素３の直径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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