DE10120044A1

DE10120044A1 - Halterung für Fahrwerksteile an einer Leichtbau-Aufbaustruktur für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE10120044A1
Application number: DE2001120044
Authority: DE
Inventors: Dietmar Becker; Thomas Meier
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2002-10-31

Abstract

In einer aus einem beidseitig von einer aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial gebildeten Deckschicht übergriffenen Wabenkern bestehenden Leichtbau-Aufbaustruktur für Kraftfahrzeuge ist wenigstens eine Aufnahmen zum Befestigen von anzubauenden Teilen aufweisende Halterung für Fahrwerksteile integriert. DOLLAR A Eine besonders steife und wirksame Ausbildung einer Halterung für Fahrwerksteile ergibt sich daraus, dass eine in eine im Bereich eines Radhauses vorgesehene Ausnehmung in der Leichtbau-Aufbaustruktur eingreifende Grundplatte mit einem wenigstens teilweise umlaufend ausgebildeten Winkelflansch versehen ist und über den koaxial zur Ausnehmung ausgerichteten ersten Flanschschenkel des Winkelflansches in die Aufnehmung eingreifend angeordnet ist und dass der Ausnehmung benachbart wenigstens ein in die Leichtbau-Aufbaustruktur integriertes und mit einem Mittel zum Anschluss eines Fahrwerksteiles ausgestattetes Verankerungsteil vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Halterung für Fahrwerksteile an einer Leichtbau- Aufbaustruktur gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 für Kraftfahrzeuge.

Bei Fahrzeugaufbauten, die etwa gemäß der EP-OS 0 644 096 oder der vergleichbaren EP-OS 0 405 889 als Leichtbaustrukturen ausgebildet sind und deren Wandungen aus einem beidseitig von jeweils einer Deckschicht aus einem faserverstärktem Kunststoffmaterial übergriffenen Wabenkern bestehen ist es an sich bekannt in die Wandungsteile Verankerungselemente zu integrieren, welche als Widerlager für Verbindungsmittel, wie Schraubenbolzen, zum Anschluss von weiteren Wandungs- oder aber auch Ausstattungsteilen dienen. Die Verankerungsteile sind dabei entweder als gebaute oder aber einteilig vorgefertigte Profile bzw. Schienen ausgebildet. Die die Verankerungsteile bildenden Profile oder Schienen sind zudem jeweils in die Leichtbaustruktur integriert, in der Weise, dass ihre Profilhöhe der Dicke des Wabenkernes entspricht und sie daher jeweils zusammen mit dem Wabenkern von den Deckschichten übergriffen und dieserart mit dem Aufbau zu einer Einheit zusammengefasst sind. Mit diesen als Profile oder Schienen ausgebildeten Verankerungsteilen stehen Schraubenbolzen oder ähnliche Verbindungsmittel zum direkten oder indirekten Befestigen eine anzubauenden Wandungs- oder Ausstattungsteiles des Fahrzeugaufbaues im formschlüssigen Eingriff. Eine derartige an die Verwendung von fortlaufenden Profillängen oder Schienen gebundene Gestaltung von Anschlussmöglichkeiten für an eine Leichtbaustruktur anzuschließende Teile ist grundsätzlich nicht für eine Halterung von Fahrwerksteilen an einer Leichtbau- Aufbaustruktur anwendbar.

Weiterhin ist es aus der US-PS 4 716 067 bekannt in eine mit einem Wabenkern versehene Leichbaustruktur ein aus einem Leichtmetall gebildetes und zum Anschluss eines Anbauteiles mit einer Sacklochbohrung ausgestattetes Verankerungsteil zu integrieren. Gemäß diesem Vorschlag soll das Verankerungsteil in eine Ausnehmung im Wabenkern eingesetzt und beidseitig mit den aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial bestehenden den Wabenkern übergreifenden Deckschichten verbunden werden. Charakteristisch für diese und ähnliche Einbindungen von Verankerungsteilen in eine Leichtbaustruktur ist jeweils der Umstand, dass das Verankerungsteil aus einem Fußteil mit großflächiger Auflage an der einen Deckschicht und einem Halsteil mit lediglich ringförmiger Anlage an der gegenüberliegenden Deckschicht besteht, so dass es für die Einleitung aus der Halterung von Fahrwerksteilen resultierender Kräfte in eine Aufbaustruktur nicht geeignet ist. Dieser Mangel kann auch nicht dadurch behoben werden, dass der Wabenkern rund um den eine Sacklochbohrung aufnehmenden Halsteil zumindest bis zum Durchmesser der Grundrissfläche des Fußteiles des Verankerungsteiles mit einem Schaumstoffmaterial ausgefüllt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Halterung für den Anschluss von Fahrwerksteilen an einer Leichtbau-Aufbaustruktur für Kraftfahrzeuge aufzuzeigen, welche einerseits mit einem vertretbaren technischen und wirtschaftlichen realisierbar ist und andererseits eine sichere Einleitung der aus dem Fahrbetrieb im Fahrwerk auftretenden Kräfte in den Fahrzeugaufbau gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die in eine im Bereich eines Radhauses vorgesehene Ausnehmung in der Leichtbau- Aufbaustruktur eingreifende Grundplatte bewirkt eine Aussteifung der an die Ausnehmung angrenzenden Randbereiche der Leichtbau-Aufbaustruktur, so dass der Ausnehmung bzw. der Grundplatte benachbart in die Leichtbau-Aufbaustruktur integrierten Verankerungsteilen zum Anschluss von Fahrwerksteilen eine stabile Abstützung zugeordnet ist. Vorteilhafterweise ist die Grundplatte hierbei mit einem zumindest teilweise umlaufend ausgebildeten Winkelflansch versehen, über dessen ersten zu dieser koaxial gerichteten Flanschschenkel sie in die Ausnehmung eingreift und über dessen zweiten radial zur Ausnehmung gerichteten Flanschschenkel sie an der Außenfläche der Leichtbau-Aufbaustruktur anliegt, so dass eine stabile Aussteifung der Aufbaustruktur im Bereich der in sie integrierten und jeweils mit einem Mittel, insbesondere einer Sacklochbohrung, zum Anschluss eines Fahrwerksteiles ausgestatteten Verankerungsteile gesichert ist.

Die in die Leichtbau-Aufbaustruktur integrierten Verankerungsteile liegen in einer ersten Ausführungsform jeweils über ihre innenliegende Seite am angrenzenden Wabenkern der Leichtbaustruktur an und sind im Übrigen zusammen mit diesem von den aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial bestehenden Deckschichten der Leichtbau- Aufbaustruktur übergriffen.

In einer abgewandelten zweiten Ausführungsform kann aber auch vorgesehen sein, die Leichtbau-Aufbaustruktur über wenigstens einen Teilbereich deren Umfanges hin mit einem Abstand zu der die Grundplatte aufnehmenden Ausnehmung in eine Wandungsverjüngung auslaufend ausgebildet ist und dass über diesen Bereich hin die vorgesehenen Verankerungsteile in einer eigenen Ummantelung aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial aufgenommen und zusammen mit dieser an die Leichtbau-Aufbaustruktur angeschlossen sind. Dabei sind die in einer eigenen Ummantelung aufgenommenen Verankerungsteile jeweils vermittels freier, an den verjüngten Bereichen der Wandung der Leichtbau-Aufbaustruktur anliegender Flansch der sie aufnehmenden Ummantelung mit der Aufbaustruktur verbunden.

Unabhängig von der jeweils gewählten Ausführungsform sind die Verankerungsteile zweckmäßigerweise als Formteile aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet und bestehen die Deckschichten der Leichtbau-Aufbaustruktur sowie die Ummantelung jeweils aus einem mit einem Kohlenstofffasermaterial armierten Kunststoffmaterial.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im Einzelnen beschrieben.

In der Zeichnung zeigt die einzige Figur eine Schnittdarstellung einer Halterung für Fahrwerksteile an einer Leichtbau-Aufbaustruktur für Kraftfahrzeuge.

In eine Leichtbau-Aufbaustruktur 1 für Kraftfahrzeuge, welche im Allgemeinen aus einem beidseitig von einer aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoffmaterial gebildeten Deckschicht 2 und 3 übergriffenen Wabenkern 4 besteht, ist im Bereich eines Radhauses eine Ausnehmung 5 vorgesehen, in welche eine aus massivem Material bestehende Grundplatte 6 eingreift. Die Grundplatte 6 ist an ihren Rändern mit einem Winkelflansch 7 versehen und mit dem koaxial zur Ausnehmung 5 ausgerichteten ersten Flanschschenkel 8 in die Ausnehmung 5 eingreifend angeordnet.

Vermittels des zu ihrer Ebene parallel ausgerichteten zweiten Flanschschenkels 9 des Winkelflanschs 7 liegt die Grundplatte 6 an den Rändern 10 der Ausnehmung 5 gegen die bezüglich des Aufbaues außenliegende Oberfläche 11 der Leichtbau-Aufbaustruktur 1 an. Der Ausnehmung 5 unmittelbar benachbart sind aus metallischen Werkstoff bestehende und massiv ausgebildete Verankerungsteile 12 und 13 angeordnet, wobei das 1 Verankerungsteil 12 einen der Dicke der Leichtbau-Aufbaustruktur 1 gegen eine größere Höhe aufweisenden Kopfteil 14 besitzt und über ein verjüngtes Rückenteil 15 unmittelbar an den Wabenkern 4 anschließt. Das Verankerungsteil 12 ist mit einer Bohrungsausnehmung 16 als Mittel zum Anschluss eines Fahrwerksteiles ausgestattet. Mit der Leichtbau-Aufbaustruktur 1 ist das Verankerungsteil 12 in der Weise verbunden, dass von freien Enden 17 und 18 der Deckschichten 2 und 3 umgriffen ist. Die freien Enden 17 und 18 der Deckschichten 2 und 3 sind mit parallel zueinander ausgerichtet abgestellten Endbereichen 19 und 20 versehen und über diese miteinander verbunden, so dass die Deckschichten 2 und 3 das Verankerungsteil 12 fest an die Leichtbau- Aufbaustruktur 1 anbinden. Das Verankerungsteil 13 ist blockförmig ausgebildet und mit einer Sacklochbohrung 21 als Mittel zum Anschluss eines Fahrwerksteiles ausgestattet.

Das Verankerungsteil 13 ist beidseitig sowie stirnseitig von einer Ummantelung umgeben, welche aus zwei Abschnitten 22 und 23 eines kohlefaserverstärkten Kunststoffmaterials besteht. Die beiden Abschnitte 22 und 23 sind ihrerseits mit zueinander parallel abgestellten Randbereichen 24 und 25 ausgestattet und über diese untereinander verbunden. Andererseits ist das Verankerungsteil 13 vermittels der Abschnitte 22 und 23 der Ummantelung an die Leichtbau-Aufbaustruktur 1 angeschlossen. Die Leichtbau- Aufbaustruktur 1 ist hierzu in einem Abstand zur Ausnehmung 5 in eine Wandungsverjüngung 26 ein auslaufend ausgebildet, wobei die Wandungsverjüngung 26 symmetrisch gestaltet ist und beidseitig jeweils der Materialstärke der Abschnitte 22 und 23 entspricht, derart, dass sich beim Anliegen der Abschnitte 22 und 23 an der Wandungsverjüngung 26 insgesamt glattflächiger Oberflächenverlauf der Leichtbau- Aufbaustruktur 1 ergibt. Zwischen die Rückenfläche 27 des Verankerungsteiles 13 und die Stirnfläche 28 der Wandungsverjüngung 26 ist ein Wabenkernteil 29 eingesetzt. Im Bereich der Wandungsverjüngung 26 ist die der Leichtbau-Aufbaustruktur 1 mit einer an den Wabenkern 4 anschließenden Füllung 30 aus einem metallischen Schaum ausgesteift.

Claims

1. Halterung für Fahrwerksteile an einer Leichtbau-Aufbaustruktur für Kraftfahrzeuge, wobei die Aufbaustruktur aus einem beidseitig von einer aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial gebildeten Deckschicht übergriffenen Wabenkern besteht und in die Leichtbau-Aufbaustruktur aus Formteilen bestehende Aufnahmen zum Befestigen von anzubauenden Teilen integriert sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine in eine im Bereich eines Radhauses vorgesehene Ausnehmung (5) in der Leichtbau-Aufbaustruktur (1) eingreifende Grundplatte (6) mit einem wenigstens teilweise umlaufend ausgebildeten Winkelflansch (7) versehen ist und über den koaxial zur Ausnehmung ausgerichteten ersten Flanschschenkel (8) des Winkelflansches (7) in die Ausnehmung (5) eingreifend angeordnet ist und dass der Ausnehmung (5) benachbart wenigstens ein in die Leichtbau- Aufbaustruktur (1) integriertes und mit einem Mittel (16 bzw. 21) zum Anschluss eines Fahrwerksteiles ausgestattetes Verankerungsteil (12 bzw. 13) vorgesehen ist.

2. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (6) im Bereich der Ausnehmung (5) vermittels eines parallel zu ihrer Ebene ausgerichteten zweiten Flanschschenkels (9) des Winkelflansches (7) gegen die bezüglich des Aufbaues außenliegende Oberfläche der Leichtbau-Aufbaustruktur (1) abgestützt ist.

3. Halterung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang der Ausnehmung (5) in der Leichtbau-Aufbaustruktur (1) hin verteilt mehrere mit einem Mittel (16 bzw. 21) zum Anschluss eines Fahrwerksteiles ausgestattete Verankerungsteile vorgesehen sind.

4. Halterung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Leichtbau- Aufbaustruktur integrierten Verankerungsteile (12) über ein innenliegendes, verjüngtes Rückenteil (15) am Wabenkern (4) anliegen und im Übrigen von den aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial bestehenden Deckschichten (2 und 3) der Leichtbau- Aufbaustruktur (1) übergriffen sind.

5. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leichtbau-Aufbaustruktur (1) über wenigstens einen Teil deren Umfanges hin mit einem Abstand zu der die Grundplatte (6) aufnehmenden Ausnehmung (5) in eine Wandungsverjüngung (26) auslaufend ausgebildet ist und dass über diesen Bereich hin die vorgesehenen Verankerungsteile (13) in einer eigenen Ummantelung aus Abschnitten (22 und 23) eines faserverstärkten Kunststoffmaterials aufgenommen und über diese an die Leichtbau-Aufbaustruktur (1) angeschlossen sind.

6. Halterung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausmaß der Wandungsverjüngung (26) der Leichtbau-Aufbaustruktur (1) beidseitig jeweils einen der Materialstärke einer aus faserverstärktem Kunststoffmaterial bestehenden Abschnitte (22 und 23) entsprechenden Betrag entspricht und die in der Ummantelung aufgenommenen Verankerungsteile (13) vermittels freier die Wandungsverjüngung (26) übergreifender Flansche der Abschnitte (22 und 23) der Ummantelung an der Aufbaustruktur (1) befestigt sind.

7. Halterung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leichtbau- Aufbaustruktur (1) im Bereich ihrer Wandungsverjüngung (26) statt durch einen Wabenkern vermittels eines metallischen Schaums (30) ausgesteift ist.

8. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerungsteile (12 und 13) zumindest bereichsweise jeweils eine die Dicke des Wabenkernes (4) übersteigende Höhe aufweisen und mit einer Gewindebohrung (16) oder einer Sacklochbohrung (21) als Mittel zum Anschluss eines Fahrwerksteiles, insbesondere vermittels lösbarer Befestigungsmittel, wie Schraubenbolzen, ausgestattet sind.

9. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die die Verankerungsteile (12) umgebenden Bereiche der beiden aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial bestehenden Deckschichten (2 und 3) und die die Verankerungsteile (13) ummantelnden Abschnitte (22 und 23) jeweils mit zueinander parallel und zur Ausnehmung (5) in der Leichtbau-Aufbaustruktur (1) koaxial ausgerichtete Endabschnitte (19 und 20 bzw. 24 und 25) aufweisen und über diese miteinander verbunden sind.

10. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerungsteile (12 und 13) insbesondere massive Formteile aus einem metallischen Werkstoff gebildet sind.

11. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die 1 Deckschichten (2 und 3) der Leichtbau-Aufbaustruktur (1) und die Abschnitte (22 und 23) der Ummantelung jeweils aus einem mittels Kohlenstofffasern armiertem Kunststoffmaterial bestehen.