DE102006008667A1

DE102006008667A1 - Domstrebe zur Aussteifung einer selbsttragenden Karosserie eines Kraftwagens

Info

Publication number: DE102006008667A1
Application number: DE200610008667
Authority: DE
Inventors: Tobias Urban; Thomas Milde; Werner Holl; Maik Münnich
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2026-02-25
Also published as: DE102006008667B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Domstrebe (30) zur Aussteifung einer selbsttragenden Karosserie eines Kraftwagens, über welche tragende Karosseriebauteile (28) von zwei einander zugeordneten Federdomen (20) miteinander zu verbinden sind, wobei die Domstrebe (30) über jeweils wenigstens eine Verbindungsstelle an dem tragenden Karosseriebauteil (28) des zugeordneten Federdoms (20) zu befestigen ist und wobei die Domstrebe (30) als Gussbauteil und insbesondere als Druckgussbauteil ausgeführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Domstrebe zur Aussteifung einer selbsttragenden Karosserie eines Kraftwagens der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Derartige Domstreben werden im Kraftwagenbau zur zusätzlichen Versteifung der Karosserie eingesetzt, um insbesondere vom Fahrwerk über die Feder- und Dämpferelemente eingeleitete Kräfte und Schwingungen auf verbesserte Art und Weise aufnehmen zu können. So ist beispielsweise aus der DE 103 35 666 A1 bereits eine solche Domstrebe als bekannt zu entnehmen, über welche tragende Karosseriebauteile von zwei einander zugeordneten vorderen Federdomen miteinander zu verbinden sind. Die dortige Domstrebe ist dabei im Wesentlichen rohr- bzw. hohlprofilförmig gestaltet und an ihren beiden Enden – zur Erzeugung jeweils einer Verbindungsstelle mit dem tragenden Karosseriebauteil des zugeordneten Federdoms – unter Verringerung des Querschnitts zu einem ebenen und doppelwandigen Befestigungsbereich verquetscht. Innerhalb der beiden endseitigen Verbindungsstellen ist dabei jeweils ein Durchgangsloch eingebracht, über welches die Domstrebe mit den zugeordneten Federdomen verschraubt werden kann.

Als nachteilig bei dieser bekannten Domstrebe ist der Umstand anzusehen, dass sie aufgrund ihrer im Wesentlichen rohr- bzw. hohlprofilförmigen Gestaltung nur in unzureichender Weise an die auftretenden Kraftverläufe insbesondere im Fahrbetrieb des Kraftwagens angepasst werden kann. Darüber hinaus erfährt die Domstrebe durch die Verquetschungen an ihren beiden äußeren Enden eine Materialschwächung, die insgesamt deren Wirkungsweise bzw. Versteifungsvermögen beeinträchtigt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Domstrebe der eingangs genannten Art zu schaffen, die besser auf die eingeleiteten Kraftver läufe abgestimmt werden und insgesamt eine verbesserte Aussteifung der Verbindung der beiden einander zugeordneten Federdome der Karosserie bereitstellen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Domstrebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.

Um die insbesondere im Fahrbetrieb des Kraftwagens aus dem Fahrwerk und über die Federdome in die Kraftwagenkarosserie eingeleiteten Kräfte und Schwingungen besser aufnehmen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, die die Federdome miteinander verbindende Domstrebe als Gussbauteil und insbesondere als Druckgussbauteil auszuführen. Ein derartiges Gussbauteil kann nämlich in optimaler Weise an die Kraftverläufe innerhalb der Domstrebe angepasst werden, indem diese beispielsweise in ihrem Verlauf eine unterschiedliche Wandstärke aufweist oder mit an entsprechend höher belasteten Stellen angebrachten Versteifungen wie Rippen oder dergleichen verstärkt wird. Dabei zeichnet sich ein Gussteil insbesondere dadurch aus, dass dessen Querschnitt im Längenverlauf der Domstrebe auf einfache Weise variiert und beispielsweise im Bereich der Verbindungsstellen mit den Federdomen auf einfache Weise vergrößert ausgebildet werden kann, um eine besonders steife Anbindung der Domstrebe an der Kraftwagenkarosserie zu erreichen. Schließlich zeichnet sich ein Gussteil weiterhin dadurch aus, dass auf den Gießvorgang bedeutend weniger Bearbeitungsschritte folgen müssen, als dies beispielsweise bei einer Domstrebe aus einem endseitig verquetschten Rohr- oder Hohlprofil der Fall ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, die Domstrebe als einstückiges Bauteil auszubilden, um hierdurch den Fertigungsaufwand insbesondere nach dem Gießvorgang sehr klein halten zu können.

Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, die Domstrebe in den Bereichen der Verbindungsstellen mit den Federdomen und im Bereich zwischen den Federdomen bzw. den Verbindungsstellen mit einer zumindest annähernd gleichen Höhe zu gestalten. Im Unterschied zu dem bislang aus dem Stand der Technik bekannten endseitig verquetschten Rohr- bzw. Hohlprofil können hierdurch die Bereiche der Domstrebe nahe der Verbindungsstellen mit den Federdomen bedeutend steifer und ohne Materialschwächung ausgebildet werden, so dass sich eine besonders stabile Verbindung zwischen der Domstrebe und der Kraftwagenkarosserie realisieren lässt. Darüber hinaus ist eine Domstrebe mit einer einheitlichen Höhe über ihre zumindest annähern gesamte Länge weitaus einfacher – beispielsweise beim Einbringen von Durchgangslöchern im Bereich der Verbindungsstellen oder beim Veredeln der Oberfläche – zu bearbeiten.

Umfasst die Domstrebe zusätzlich einen einstückig angeformten Verbindungsteil, welcher über wenigstens eine weitere Verbindungsstelle mit einem vorzugsweise unterhalb der Windschutzscheibe verlaufenden Querträger der Karosserie zu verbinden ist, so lässt sich eine noch bessere Aufnahme der von im Fahrbetrieb in die Kraftwagenkarosserie eingeleiteten Kräfte und Schwingungen erzielen. Eine besonders gute Aussteifung der Karosserie lässt sich zudem erreichen, wenn der Verbindungsteil im Wesentlichen zwei Schenkel umfasst, welche mit dem zwischen den Federdomen verlaufenden Bereich der Domstrebe eine im Wesentlichen dreieckförmige Struktur bilden. Über die beiden Schenkel werden demgemäß zwei zusätzliche Kraftpfade bereitgestellt, über welche in die Federdome eingeleitete Kräfte und Schwingungen von dem Querträger unterhalb der Windschutzscheibe abgefangen werden können.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Domstrebe an ihrer vorzugsweise oberen Breitseite eine Außenwand, während die gegenüberliegende vorzugsweise untere Breitseite offen ausgebildet ist. Hierdurch ist es einerseits möglich, ein gusstechnisch einfaches Werkzeug bereitstellen zu können, mit welchem in Höhenrichtung verlaufende Außenwände an der Schmalseite der Domstrebe oder Rippen auf einfache Weise beim Gießvorgang erzeugt werden können. Darüber hinaus kann durch die vorzugsweise oberseitig vorgesehene Außenwand eine formschöne und hochwertige obere Breitseite der Domstrebe bereitgestellt werden, welche beispielsweise beim Öffnen der Motorhaube als zusätzliches Merkmal für Qualität und Sportlichkeit positiv in Erscheinung tritt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich zudem als vorteilhaft gezeigt, die Domstrebe mit einer Vielzahl von Rippen zu versehen. Derartige Rippen sind bei einem Gussbauteil sehr einfach vorzusehen und lassen sich auf einfache Weise so dimensionieren und anordnen, dass sich eine optima le Anpassung der Domstrebe an unterschiedliche Kraftverläufe realisieren lässt.

Sind im Bereich der Verbindungsstellen Befestigungshülsen mit Durchgangslöchern für Schraubverbindungen an die Domstrebe angeformt, so kann auf fertigungstechnisch einfache Weise eine äußerst belastbare Verbindung zwischen der Domstrebe und den Federdomen bzw. dem Querträger erreicht werden. Sind dabei zumindest einige der Durchgangslöcher mit Senkungen versehen, so können die Schraubverbindungen weitestgehend kaschiert werden.

Als weiterhin vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Durchgangslöcher zur Verbindung der Domstrebe mit den Federdomen im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung verlaufend und das wenigstens eine Durchgangsloch zur Verbindung der Domstrebe mit dem Querträger im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung verlaufend anzuordnen. Hierdurch kann eine besonders einfache Montage der Domstrebe an der Kraftwagenkarosserie realisiert werden.

Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, die Anbindung der Domstrebe an den Federdomen dadurch zu verbessern, dass im Bereich der Verbindungsstellen jeweils ein aufgeweiteter Befestigungsschuh vorgesehen wird.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
1 eine schematische Perspektivansicht auf die Vorbaustruktur einer Kraftwagenkarosserie mit zwei vorderen Federdomen, welche über eine erfindungsgemäße Domstrebe miteinander verbunden sind, wobei die Domstrebe über einen Verbindungsteil zusätzlich an einem Querträger unterhalb der Windschutzscheibe zu befestigen ist;
2 eine schematische und perspektivische Draufsicht auf die als Gussteil gestaltete Domstrebe gemäß 1; und in
3 eine schematische und perspektivische Unteransicht auf die Domstrebe gemäß den 1 und 2, wobei insbesondere versteifende Rippen erkennbar sind.
In 1 ist in einer schematischen Perspektivansicht ausschnittsweise die Vorbaustruktur 10 einer selbsttragenden Karosserie eines Kraftwagens dargestellt, von der im Wesentlichen zwei Längsträger 12 einer unteren Längsträgerebene sowie zwei äußere Längsträger 14 einer oberen Längsträgerebene erkennbar sind. Die beiden oberen Längsträger 14 sind über eine Querbrücke 16 am Kraftwagenbug miteinander verbunden. Innenseitig der unteren Längsträger 12 bzw. unterhalb der oberen, äußeren Längsträger 14 sind jeweils vordere Radhäuser 18 erkennbar, an deren zur Fahrzeugmitte hin gewandten Innenseiten jeweils ein Federdom 20 vorgesehen ist. Innerhalb der beiden einander zugeordneten vorderen Federdome 20 sind nicht dargestellte Feder- und Dämpferelemente der Vorderachse bzw. des Fahrwerks aufgenommen. Die beiden oberen bzw. äußeren Längsträger 14 sind über einen Querträger 22 miteinander verbunden, der nach unten hin eine Scheibenöffnung 24 für eine nicht dargestellte Windschutzscheibe des Kraftwagens rahmenartig begrenzt. Der Querträger 22 unterhalb der Windschutzscheibe verläuft dabei – in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet – im Bereich einer nicht dargestellten vorderen Stirnwand des Kraftwagens, welche die Fahrgastzelle von der Vorbaustruktur 10 unterteilt. An den hinteren Enden der oberen außenseitigen Längsträger 14 bzw. an den seitlichen Enden des Querträgers 22 sind ausschnittsweise A-Säulen 26 erkennbar, welche sich von nicht erkennbaren Seitenschwellern nach oben hin bis zum ebenfalls nicht dargestellten Fahrzeugdach erstrecken.
Oberseitig von oberen, deckelartigen Karosseriebauteilen 30 der beiden vorderen beiden Federdome 20 ist eine Domstrebe 30 über jeweils zwei Schraubverbindungen 32 festgelegt, welche zur Aussteifung der Vorbaustruktur 10 bzw. zur Aufnahme von in die Federdome 20 eingeleiteten Fahrwerkskräften dient. Die Domstrebe 30 ist in den 2 und 3 jeweils in einer schematischen und perspektivischen Draufsicht bzw. Unteransicht separat dargestellt. Die Domstrebe 30 ist als Gussbauteil bzw. bevorzugt als Druckgussbauteil in einem Verfahren hergestellt worden, bei dem die Metallschmelze unter erhöhtem Druck in einem Gießwerkzeug abgebildet worden ist. Als Metallwerkstoff eignet sich hierfür beispielsweise eine der bekannten Magnesiumlegierungen. Zur Herstellung der Domstrebe 30 können beispielsweise Verfahren nach dem so genannten Vario-Casting, Thixo-Moulding oder Thixo-Casting eingesetzt werden. Neben einem zwischen den Federdomen 20 verlaufenden Bereich 34 umfasst die Domstrebe 30 einen einstückig angeformten Verbindungsteil 36, der im vorliegenden Ausfüh rungsbeispiel im Wesentlichen zwei Schenkel 38 umfasst, welche mit dem zwischen den Federdomen 20 verlaufenden Bereich 34 eine im Wesentlichen dreieckförmige Struktur bilden. Über den Verbindungsteil 36 ist die Domstrebe 30 mit dem Querträger 22 unterhalb der Windschutzscheibe zu verbinden. Hierzu umfasst der Verbindungsteil 36 einen querträgerseitig der beiden Schenkel 38 angeordneten Anlagebereich 40, innerhalb welchem zwei weitere Verbindungsstellen für Schraubverbindungen 42 (1) mit dem Querträger 22 vorgesehen sind.
Insbesondere in Zusammenschau mit 3 ist dabei erkennbar, dass im Bereich der beiden Verbindungsstellen zwischen der Domstrebe 30 und dem Querträger 22 zwei Befestigungshülsen 44 angeformt sind, in welche nach dem Gießvorgang Durchgangslöcher 46 für die Schraubverbindungen 42 eingebracht worden sind. Im Bereich der jeweils beiden Verbindungsstellen für die Schraubverbindungen 32 zwischen der Domstrebe 30 und dem jeweils zugehörigen Federdom 20 sind ebenfalls jeweils Befestigungshülsen 48 eingebracht, welche ebenfalls nach dem Gießvorgang mit Durchgangslöchern 50 versehen worden sind. Insbesondere auch in 2 ist dabei erkennbar, dass die den beiden Federdomen 20 zugeordneten Durchgangslöcher 50 von oben her mit zylinderförmigen Senkungen 52 versehen worden sind, damit die Schrauben der Schraubverbindung 32 versenkt bzw. kaschiert innerhalb der Domstrebe 30 angeordnet werden können.
Die Domstrebe 30 weist im hier gezeigten Ausführungsbeispiel eine etwa konstante Höhe auf. Insbesondere ist die Höhe in den Bereichen der Schraubverbindungen 32 mit den Federdomen 20 sowie im dazwischen angeordneten Bereich 34 zumindest annähernd konstant. Darüber hinaus weist hier auch der Verbindungsteil 36 mit den Schenkeln 38 und dem Anlagebereich 40 eine identische Höhe auf.
An ihrer oberen Breitseite ist die Domstrebe 30 mit einer durchgängigen Außenwand 54 versehen, während die gegenüberliegende untere Breitseite offen ausgebildet ist. Hierdurch ist es möglich, unterseitig der Außenwand 54 eine Vielzahl von sich in Fahrzeughochrichtung erstreckenden, fachwerkartigen Rippen 56 sowie eine äußere und eine innere umlaufende Stirnwand 58, 60 anzuformen. Die beiden Stirnwände 58, 60 verlaufen dabei im Wesentlichen senkrecht zu der Außenwand 54. Es ist erkennbar, dass sowohl die Rippen 56 wie auch die äußere und innere Stirnwand 58, 60 auf einfache Weise durch ein Gießwerkzeug in einem Druckgussverfahren abgebildet werden können. Insbesondere die Rippen 56 können dabei sehr einfach entsprechend so dimensioniert und angeordnet bzw. ausgerichtet werden, dass sich eine optimale Aufnahme von in die Federdome 20 eingeleiteten Fahrwerkskräften realisieren lässt. Um eine besonders gute Festlegung der Domstrebe 30 an den beiden Federdomen 20 bzw. an den zugehörigen Karosserieteilen 28 zu erreichen, sind im Bereich der Schraubverbindungen 28 – in Draufsicht betrachtet – aufgeweitete Befestigungsschuhe 62 vorgesehen.
Aus 1 ist schließlich erkennbar, dass die Domstrebe 30 – in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet – hinter einer Trennwand 64 beispielsweise aus Kunststoff angeordnet ist, welche einen hinteren Trockenraumbereich von einem vorderen Nassraumbereich der Vorbaustruktur 10 unterteilt. Mit anderen Worten ist die Domstrebe 30 im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Trockenraumbereich der Vorbaustruktur 10 angeordnet. Darüber hinaus ist erkennbar, dass die Durchgangslöcher 46 (3) zur Verbindung der Domstrebe 30 mit dem Querträger 22 im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung bzw. horizontal verlaufen, während die Durchgangslöcher 50 (3) zur Verbindung der Domstrebe 30 mit den Federdomen 20 im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung bzw. vertikal verlaufen. Hierdurch ist eine einfache Montage und eine optimale Befestigung der Domstrebe 30 an der Kraftwagenkarosserie möglich.

Claims

Domstrebe zur Aussteifung einer selbsttragenden Karosserie eines Kraftwagens, über welche tragende Karosseriebauteile (28) von zwei einander zugeordneten Federdomen (20) miteinander zu verbinden sind, wobei die Domstrebe (30) über jeweils wenigstens eine Verbindungsstelle an dem tragenden Karosseriebauteil (28) des zugeordneten Federdoms (20) zu befestigen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Domstrebe (30) als Gussbauteil und insbesondere als Druckgussbauteil ausgeführt ist.
Domstrebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese als sich über die gesamte Länge zwischen den Federdomen (20) einstückig erstreckendes Bauteil ausgebildet ist.
Domstrebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese in den Bereichen der Verbindungsstellen mit den tragenden Karosseriebauteilen (28) der Federdome (20) und im Bereich (34) zwischen den Federdomen (20) eine zumindest annähernd gleiche Höhe aufweist.
Domstrebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen einstückig angeformten Verbindungsteil (36) umfasst, welcher über wenigstens eine weitere Verbindungsstelle mit einem Querträger (22) der Karosserie zu verbinden ist.
Domstrebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der angeformte Verbindungsteil (36) im Wesentlichen zwei Schenkel (38) umfasst, welche mit dem zwischen den Federdomen (20) verlaufenden Bereich (34) der Domstrebe (30) eine im Wesentlichen dreieckfömige Struktur bilden.
Domstrebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese an einer vorzugsweise oberen Breitseite eine Außenwand (54) aufweist, während die gegenüberliegende vorzugsweise untere Breitseite offen ausgebildet ist.
Domstrebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Vielzahl von Rippen (56) umfasst, welche sich in Fahrzeughochrichtung erstrecken.
Domstrebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verbindungsstellen Befestigungshülsen (44, 48) mit Durchgangslöchern (46, 50) für Schraubverbindungen (32, 42) an die Domstrebe (30) angeformt sind.
Domstrebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangslöcher (50) zumindest teilweise mit Senkungen (52) versehen sind.
Domstrebe nach den Ansprüchen 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangslöcher (50) zur Verbindung der Domstrebe (30) mit den Federdomen (20) im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung verlaufen und sich das wenigstens eine Durchgangsloch (46) zur Verbindung der Domstrebe (30) mit dem Querträger (22) im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt.
Domstrebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese im Bereich der Verbindungsstellen zu den tragenden Karosseriebauteilen (28) des zugeordneten Federdoms (30) jeweils einen aufgeweiteten Befestigungsschuh (62) aufweist.