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Die
Erfindung betrifft ein Gussteil für eine Kraftfahrzeugkarosserie
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Übliche selbsttragende
Fahrzeugkarosserien umfassen eine Tragrahmenstruktur, welche aus einer
Vielzahl von einzelnen Karosseriebauteilen, beispielsweise Trägern, zusammengesetzt
ist. Die Aufteilung der Tragrahmenstruktur in eine Vielzahl von
einzelnen Karosseriebauteilen ist dabei notwendig, um unterschiedlichsten
Anforderungen an einzelne Bereiche der Karoserie, insbesondere im
Hinblick auf eine Unfallsicherheit, die Steifigkeit oder das Fahrzeuggewicht,
Rechnung zu tragen. Aus diesen Anforderungen resultieren zum Teil
sehr komplexe Raumformen der Tragrahmenstruktur, so dass sich diese
in einem einzigen Herstellungsvorgang zumeist nicht mehr oder zumindest
nicht mehr wirtschaftlich herstellen lässt, sondern aus stabartigen Elementen
und kompakten Knotenelementen zusammen gebaut wird. An stark belasteten
Stellen der Knotenelemente werden diese beispielsweise mittels zusätzlich angeordneter
Bleche belastungsgerecht verstärkt.
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Aus
der
DE 100 15 325
A1 ist eine Tragrahmenstruktur einer Fahrzeugkarosserie
bekannt, die aus einer Vielzahl von Karosseriebauteilen zusammengesetzt
ist. Zur Schaffung einer leichtgewichtigen, einfach montierbaren
und unfallsicheren Fahrzeugkarosserie ist mindestens eines der Karosseriebauteile
als dünnwandiges
Stahlgussteil ausgebildet. Dabei werden an Bauteilen bis 1,5 m Länge Wanddicken
bis hinab zu ca. 1,0 mm erreicht. Hierdurch lässt sich im Vergleich zu einem
herkömmlichen
Karosseriebauteil ohne Einbußen
bei der Festigkeit eine Gewichtigseinsparung erzielen und gleichzeitig
die Anzahl der Zusammenbauteile der Tragrahmenstruktur erheblich
vermindern.
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Aus
der
DE 41 38 372 A1 ist
ein Gussteil für eine
Fahrzeugkarosserie bekannt, an welchem wenigstens zwei in einem
Abstand an einer Gussteilwand angeordnete Masterpunkte als angeformte
Erhebungen und/oder eingeformte Vertiefungen vorgesehen sind, wodurch
die Möglichkeit
besteht, kompliziert geformte Gussteile mit unregelmäßiger Geometrie
einfacher zu vermessen und zu montieren und dabei in entsprechenden
Vorrichtungen zu fixieren. Desweiteren können an den Masterpunkten Anbauteile
mit formschlüssiger
Krafteinleitung angefügt werden.
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Aus
der
DE 198 09 279
A1 sowie aus der
DE 198
09 281 A1 sind jeweils ein Fahrgestell eines schweren Nutzfahrzeugs
bekannt. Das Fahrgestell weist einen Rahmen sowie zwei Längsträger, die über mehrere
Querträger
miteinander verbunden sind, und mehrere Achsen auf. Von den Achsen
ist zumindest eine als Starrachse ausgebildet. Je Achsseite ist
ein aus einer Luft- oder
Schraubenfeder und einem hierzu koaxialen Stoßdämpfer bestehendes Federbein
vorgesehen, welches jeweils oben an einem am Fahrzeugrahmen befestigten
Federbeinhalter und unten an einer Anlenkstelle am Starrachskörper angeordnet
ist und einen besonders hohen Fahr- und Federungskomfort ermöglicht.
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Schließlich ist
aus der
DE 34 13 228
A1 eine Fahrzeugkarosserie mit je einem seitlich durch
eine senkrechte Mittelsäule
unterteilten Ausschnitt zur Aufnahme von zwei Türen bekannt.
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Durch
den Ausschnitt werden zunächst
Ausstattungsteile für
den Innenraum der Fahrzeugkarosserie eingeführt und montiert und danach
die Mittelsäulen,
vorzugsweise aus vormontierten Baugruppen mit einem Sicherheitsgurtsystem,
Dichtung, Schlossteilen, usw., an der Fahrzeugkarosserie befestigt.
Dadurch können
Teile voll automatisch montiert werden, welche bislang aufgrund
der schlechten Zugänglichkeit
zunächst
in den Innenraum eingebracht und anschließend dort montiert werden mussten.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, für
ein Gussteil eingangs erwähnter
Art eine veränderte
aber verbesserte Ausführungsform
anzugeben, welche insbesondere den Einsatz in einem bisher hierfür nicht
zugänglichen Bereich
einer Fahrzeugkarosserie ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird dieses
Problem durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zumindest einen oberen
Teil eines Federdoms, über
welchen sich eine Stoßdämpfereinrichtung
an der Kraftfahrzeugkarosserie abstützt, als Gussteil auszubilden,
während
der übrige
Federdom als Blechformteil ausgebildet ist. Durch das erfindungsgemäße Gussteil
im oberen Anbindungsbereich hat man zum einen die Möglichkeit,
dieses belastungsgerecht auszubilden, und zum anderen können weitere
Anbauteile, wie beispielsweise Halter, in das als Dämpferdom
ausgebildeten Gussbauteil integriert werden. Die Verbindung zwischen
dem als Gussteil ausgebildeten oberen Teil des Federdoms und dem
als Blechformteil ausgebildeten übrigen
Teil des Federdoms erfolgt dabei über gängige herkömmliche Fügetechniken, wie beispielsweise
Schweißen. Durch
das Gussteil kann der Kraftfluss besser gelenkt bzw. beeinflusst
werden, wodurch geringere lokale Belastungen auftreten und wodurch
zusätzlich angebrachte
Verstärkungen,
wie beispielsweise angeschweißte
Bleche, entfallen können.
Darüber
hinaus kann durch die Integration oben beschriebener Anbauteile
der Montage- und Logistikaufwand zusätzlich verringert werden, was
insgesamt zu geringeren Kosten führt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung bildet das Gussteil zumindest bereichsweise eine Unterschale
eines oberen Längsträgers der
Kraftfahrzeugkarosserie. Durch die Möglichkeit, das Gussteil zu
schweißen,
kann dieses problemlos mit anderen Teilen der Kraftfahrzeugkarosserie,
wie beispielsweise dem oberen Längsträger, verbunden
werden und darüber
hinaus so ausgebildet werden, dass eine besonders günstige Krafteinleitung
aus dem Stoßdämpfer über das
Gussteil in den Fahrzeuglängsträger erfolgen
kann.
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Vorzugsweise
ist das Gussteil als Stahlgussteil oder dünnwandiges Stahlgussteil oder
Aluminiumgussteil ausgebildet. Durch die Ausbildung als dünnwandiges
Stahlgussteil, kann zusätzlich
eine Gewichtsreduzierung ohne Festigkeitseinbußen erreicht werden, wodurch
das Gewicht des Kraftfahrzeugs reduziert und ein Kraftstoffverbrauch
günstig beeinflusst
werden kann. Generell kommen auch andere geeignete Leichtwerkstoffe
oder andere Herstellungsverfahren, wie z.B. Druckguss oder Sandguss, in
Betracht.
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Zweckmäßig weist
das Gussteil zumindest eine Haltevorrichtung zum Haltern von Anbauteilen und/oder
Sensoren und/oder Verschlusseinrichtung auf. Derartige integrierte
Haltevorrichtungen reduzieren einen nachträglichen Montageaufwand und
senken dadurch die Fertigungskosten sowie Lage- und Logistikkosten.
Dadurch lässt
sich im Vergleich zum Herstellungsprozess eines herkömmlichen
Federdoms die Fertigung deutlich straffen und dadurch insgesamt
der Fertigungsprozess beschleunigen.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus
den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand
der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der
nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert, wobei
sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktional gleiche oder ähnliche
Bauteile beziehen.
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Dabei
zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine
Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Gussteil,
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2 einen
Querschnitt durch das erfindungsgemäße Gussteil entlang einer Ebene
A-A.
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Entsprechend 1 weist
ein erfindungsgemäßes Gussteil 1 für einen
im Übrigen
nicht dargestellten Federdom 5 einen Aufnahmebereich 2 sowie einen
Anschlussbereich 3 auf. Der Aufnahmebereich 2 weist
eine im wesentlichen kreisförmige
Gestalt auf und besitzt radial strahlenförmig angeordnete Versteifungsrippen 4.
Das Gussteil 1 bildet dabei zumindest einen oberen Teil
des Federdoms 5, der im Übrigen als Blechformteil ausgebildet
ist (vgl. 2) und über welchen sich eine Stoßdämpfereinrichtung 6 an
der Kraftfahrzeugkarosserie abstützt.
Auf einer dem Federdom 5 abgewandten Seite der Stoßdämpfereinrichtung 6 stützt sich
diese beispielsweise an einem nicht gezeigten Rad des Kraftfahrzeugs
oder einer Achse desselben ab.
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Im
Anschlussbereich 3 des Gussteils 1 bildet dieses
zumindest bereichsweise eine Unterschale 7 eines oberen
Längsträgers 8 der
Kraftfahrzeugkarosserie. Ein Teil der oben beschriebenen Versteifungsrippen 4 setzt
ihren Verlauf bis in den Anschlussbereich 3 fort und verstärkt dadurch
den die Unterschale 7 des oberen Längsträgers 8 bildenden Teil
des Gussteils 1. Hierdurch wird ein besonders belastbares
Gussteil 1 geschaffen, welches die von der Stoßdämpfereinrichtung 6 eingetragenen
Belastungen an den oberen Längsträger 8 und
damit an die Fahrzeugkarosserie überträgt. Eine
Verstärkung
des Federdoms 5 durch die Versteifungsrippen 4 bietet
darüber
hinaus den Vorteil, eine eventuell auftretende Biegung zwischen
dem oberen Längsträger 8 und
einer Konsole 12, beispielsweise einer Dämpferbeinkonsole,
zu kompensieren.
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Generell
kann das Gussteil 1 als Stahlgussteil oder als dünnwandiges
Stahlgussteil oder als Aluminiumgussteil ausgebildet sein, wodurch
sich ein erhebliches Gewichteinsparpotential gegenüber herkömmlichen
Federdomen aus Blech ergibt. Darüber hinaus
lassen sich sowohl die Wanddicke als auch die Formgebung stufenlos
an spezielle Festigkeitserfordernisse anpassen, wodurch insbesondere
die Wanddicke besonders günstig
an die auftretenden Belastungen angepasst werden kann. Dünnwandige Stahlgussbauteile
können
dabei nahezu eine Dicke von vergleichbaren, herkömmlichen Karosseriebauteilen
aus Blech erreichen. Überdies
können
sehr komplexe Formen in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden,
so dass der Aufwand des Zusammenfügens, der in einem solchen
Fall bei einem aus Ein zelblechstücken
zusammengesetzten Bauteil unumgänglich
wäre, entfallen
kann. Dies stellt insbesondere bei räumlich extensiven Bauteilen
und komplexen Elementen eine erhebliche Fertigungsvereinfachung
dar. Darüber
hinaus zeichnen sich Stahlgussteile bzw. dünnwandige Stahlgussteile durch eine
gute Schweißbarkeit
aus, so dass diese anstelle eines entsprechenden und herkömmlichen
verwandten oberen Teil des Federdoms 5 in eine bereits
bestehende Fertigungslinie problemlos eingefügt und mit anderen Bauteilen
zu einem Tragrahmen zusammengefügt
werden können.
Als bevorzugte Wanddicken für
das dünnwandige
Gussteil kommen beispielsweise 1,0 bis 4,0 mm in Betracht.
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Durch
die leichte Verbindbarkeit (Schweißbarkeit) mit anderen Blechbauteilen
ist es problemlos möglich,
das erfindungsgemäße Gussteil 1 mit
einem anderen Blechformteil zu verbinden. Neben Schweißen kommen
auch andere Fügetechniken,
wie bspw. Kleben und/oder Stanznieten in betracht. Denkbar ist hierbei
beispielsweise, dass ein unteres Teil des Federdoms 5 als
tiefgezogenes Blechformteil ausgebildet ist. Darüber hinaus sind weitere Verbindungen, beispielsweise
mit einer nicht gezeigten Blechkonsole, die auf einer dem oberen
Längsträger 8 abgewandten
Seite des Gussteils 1 angeordnet ist, denkbar.
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Gemäß 2 ist
das Gussteil 1 über
den Anschlussbereich 3 mit einer Oberschale 9 des
oberen Längsträger 8 der
Kraftfahrzeugkarosserie verbunden. Dabei ist denkbar, dass das Gussteil 1 im
Bereich der Verbindung mit dem oberen Längsträger 8 dessen üblicherweise
dort angeordnete Unterschale 7 ersetzt und dadurch zusätzlich Gewicht
einspart. Die Versteifungsrippe 4 weist im Bereich der
Schnittebene A-A im Anschlussbereich 3 einen schräg vom Federdom 5 zur
Unterschale 7 abfallenden Verlauf auf, wogegen ein zwischen
den Versteifungsrippen 4 angeordneter Bereich 10 treppenartig
gestuft vom Federdom 5 zur Unterschale 7 des Anschlussbereichs 3 abfällt. Die
Oberschale 9 ist im Bereich von Fügestellen mit dem die Unterschale 7 bildenden
Anschlussbereich 3 des Gussteils 1 gefügt, vorzugsweise
verschweißt
und/oder vernietet und/oder verklebt.
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Generell
kann das Gussteil 1 zumindest eine Haltevorrichtung 11 zum
Haltern von nicht gezeigten Anbauteilen und/oder Sensoren und/oder
Verschlusseinrichtungen aufweisen. Vorzugsweise ist dabei die Haltevorrichtung 11 in
das Gussteil 1 integriert und wird bei der Herstellung
des Gussteils 1 mitgefertigt. Im Vergleich zu herkömmlichen
Federdomen 5, bietet dies den Vorteil, dass ein nachträgliches
Anbauen von Haltevorrichtungen 11 und ein damit einhergehender
erhöhter
Fertigungsaufwand vermieden werden kann, so dass insgesamt die Fertigungs-
und Produktionskosten reduziert werden können. Durch die Integration
der zumindest einen Haltevorrichtung 11 in das Gussteil 1 können darüber hinaus
Fertigungsfehler, welche sich beispielsweise beim nachträglichen
Zusammenbau der Haltevorrichtungen 11 mit dem Federdom 5 ergeben
würden,
vermieden werden.
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Zusammenfassen
lassen sich die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäße Lösung wie folgt
charakterisieren:
Die Erfindung sieht vor, zumindest einen
oberen Teil eines Federdoms 5 als Gussteil 1 auszubilden,
wobei der Federdom 5 im Übrigen als Blechformteil ausgebildet
ist. Insbesondere bei der Verwendung von dünnwandigen Stahlgussbauteilen
lassen sich so hohe Kräfte
bei gleichzeitig geringem Bauteilgewicht übertragen und der obere Teil
des Federdoms 5 belastungsgerecht ausbilden. Im Vergleich
zu herkömmlichen
Blechbauteilen, ermöglicht
das erfindungsgemäße Gussteil 1 eine
Anpassung desselben hinsichtlich Form- und Wanddicke an zuvor be rechnete
Belastungen, wodurch ein verbesserter Lastabtrag bei gleichzeitig
reduziertem Gewicht erreicht werden kann.
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Durch
die Integration von Haltevorrichtungen 11 in das Gussteil 1 können darüber hinaus
die Anzahl der im Fertigungsprozess zusammenzubauender Bauteile
sowie ein Fertigungsaufwand reduziert werden.