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Die
Erfindung betrifft eine Verbindung eines Fahrzeugquermoduls mit
einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Cabriolet-Fahrzeugs,
nach der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten
Art.
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Beispielsweise
aus der
DE 196 42
821 A1 und der
EP
1 084 914 A2 ist es bekannt, bei Cabriolet-Fahrzeugen ein
Fahrzeugquermodul mit einer Fahrzeugquerwand und einer Überrollschutz-Vorrichtung
außerhalb des Fahrzeugs zu konfigurieren und als eine vorgefertigte
Baueinheit an karosseriefesten Aufnahmen hinter Fahrzeugsitzen anzuordnen.
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Eine
solches vorgefertigtes Fahrzeugquermodul kann gemäß der
DE 10 2004 016 362
A1 und
DE
10 2005 028 929 A1 mit Zusatzaggregaten ausgerüstet
sein. So wird vorgeschlagen, an der vorgefertigten Trennwand Sicherheitsgurt-Automaten,
Sitzelemente und Verdeckelemente anzubringen.
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Die
Verbindung dieser bekannten Fahrzeugquermodule mit der Karosserie
des Fahrzeugs erfolgt üblicherweise mittels Schraubverbindungen,
wobei die miteinander zu verbindenden Schraubflächen bündig
aneinander liegen müssen, um eine sichere Verbindung von
Fahrzeugquermodul und Karosserie, welche bei einer Verunfallung
des Fahrzeugs zusätzliche große Kräfte
aufnehmen soll, zu gewährleisten.
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Aufgrund üblicher
Fertigungstoleranzen ist eine solche Verbindung meist nicht ohne
Ausgleichselemente wie Distanzscheiben, welche Abstände zwischen
dem Fahrzeugquermodul und der Fahrzeugkarosserie überbrücken,
möglich, wobei eine definierte Positionierung des Fahrzeugquermoduls
in der Karos serie eine aufwändige Montage mit individuellen
Ausgleichselementen erfordert.
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Der
Einbau des Fahrzeugquermoduls in das Fahrzeug gestaltet sich mithin
kosten- und zeitintensiv, wobei die Durchlaufzeit von Fahrzeugen
in der Endmontage erheblich beeinträchtigt wird.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbindung eines Fahrzeugquermoduls
mit einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Cabriolet-Fahrzeugs,
der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der auch bei größeren
Fertigungstoleranzen ein schneller und präziser Einbau des
Fahrzeugquermoduls im Fahrzeug möglich ist.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Verbindung gemäß den Merkmalen
des Patentanspruches 1 gelöst.
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Es
ist somit eine Verbindung eines Fahrzeugquermoduls mit einer Karosserie
eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Cabriolet-Fahrzeugs, vorgesehen
mit wenigstens einer Befestigungseinrichtung an zueinander gewandten
Flächen des Fahrzeugquermoduls und der Karosserie, wobei
erfindungsgemäß die zueinander gewandten Flächen des
Fahrzeugquermoduls und der Karosserie wenigstens einen Keilwinkel
ausbilden, in welchen im Einbauzustand des Fahrzeugquermoduls ein
mit wenigstens einer angrenzenden Fläche eine Verrastung bildendes
Keilelement eingesetzt ist.
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Durch
die Verrastung wird eine definierte Lage beim Einbau des Fahrzeugquermoduls
hergestellt.
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Die
erfindungsgemäße Verbindung mit einem verrastenden
Keilelement ermöglicht vorteilhafterweise eine schnelle
und sichere Anbindung des Fahrzeugquermoduls an die Fahrzeugkaros serie
mit einer exakten Positionierung ohne großen messtechnischen
Aufwand.
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Auf
diese Weise kann die Endmontage eines Fahrzeugs erheblich beschleunigt
und damit der Durchlauf an zu komplettierenden Fahrzeugen erhöht
werden.
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Bei
einer einfachen Ausführung der Erfindung weist das Keilelement
zur Ausbildung der Verrastung an wenigstens einer den Keilwinkel
bildenden Fläche ein Zahnprofil auf.
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Dieses
Zahnprofil kann mit Zähnen ausgebildet sein, welche bei
einer Kraftbeaufschlagung entgegen der Einschubrichtung des Keilelementes
in das Material der angrenzenden Fläche der Karosserie
und/oder des Fahrzeugquermoduls eindringen und durch einen solchen
Formschluss gegenüber diesen Bauteilen verrasten.
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Bei
einer derartigen Ausführung der Erfindung können
die Zähne des Zahnprofils des Keilelementes mit spitz zulaufenden,
messerartige Enden ausgebildet und das Material für das
Zahnprofil gegenüber dem Material der angrenzenden Fläche
der Karosserie und/oder des Fahrzeugquermoduls härter sein,
um eine zuverlässige Verrastung zu gewährleisten.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung können
die Zähne des Zahnprofils des Keilelementes mit entsprechend
geformten Gegenelementen, vorzugsweise Zähnen, an der Karosserie und/oder
dem Fahrzeugquermodul verhaken.
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Entsprechend
kann die dem Keilelement zugewandte Fläche der Karosserie
und/oder des Fahrzeugquermoduls zur Ausbildung der Verrastung ein Zahnprofil
aufweisen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Zahnprofil der Karosserie
und das Zahnprofil des Keilelementes derart korrespondierend ausgebildet sind,
dass die Zahnprofile eine Bewegung des Keilelementes unter definiertem
Druck in Richtung einer Schnittlinie des Keilwinkels zulassen und
bei einer Krafteinleitung in die entgegengesetzte Richtung verrasten.
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Grundsätzlich
kann eine Keilwinkel-Keilelement-Anordnung gemäß der
Erfindung zur Positionierung des Fahrzeugquermoduls sowohl in Fahrzeuglängsrichtung
als auch in Fahrzeughöhenrichtung Anwendung finden, so
dass sowohl sich in Fahrzeuglängsrichtung als auch sich
in Fahrzeughöhenrichtung öffnende Keilwinkel denkbar
sind.
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Zur
Fixierung der Position des Fahrzeugquermoduls in Fahrzeuglängsrichtung
können bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Verbindung in Fahrzeuglängsrichtung auch zwei sich in die
entgegengesetzte Richtung öffnende Keilwinkel mit jeweils
wenigstens einem zugeordneten Keilelement vorgesehen sein.
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Das
Fahrzeugquermodul kann in an sich bekannter Weise mittels wenigstens
einer Schraubverbindung mit der angrenzenden Fläche der
Karosserie verbunden sein, wobei es hinsichtlich einer exakten Positionierung
des Fahrzeugquermoduls im Bereich der Schraubverbindungen vorteilhaft
ist, wenn eine Schraubverbindung im Bereich des Keilelements angeordnet
ist und das Keilelement wenigstens eine Durchtrittsöffnung
für wenigstens eine Schraube aufweist.
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Um
ein Einfügen eines Keilelementes in den zugeordneten Keilwinkel
nach einer groben Positionierung des Fahrzeugquermoduls mit bereits
platzierten, aber noch nicht festgezogenen Schrauben zu ermöglichen,
ist es vorteilhaft, wenn die wenigstens eine Durchtrittsöffnung
an dem Keilelement als eine in Richtung einer Schnittlinie des Keilwinkels
offene Ausneh mung ausgebildet ist.
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Prinzipiell
kann für jede Schraubverbindung ein separates Keilelement
vorgesehen sein, jedoch kann ein Keilelement auch mehreren Schraubverbindungen
zugeordnet sein und entsprechend groß, insbesondere plattenartig,
ausgebildet sein.
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Die
Verbindung nach der Erfindung ist für Fahrzeugquermodule
jeglicher Ausgestaltung geeignet, wobei ein Fahrzeugquermodul lediglich
eine Trennwand zwischen einem Fahrgastraum und einem heckseitigen
Fahrzeugbereich oder eine komplexe Einheit mit Funktionselementen
eines Überrollschutzsystems und/oder einer Sitzanlage und/oder einer
Insassenrückhalteeinrichtung und/oder eines Verdecks sein
kann.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der
Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
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Mehrere
Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäß ausgestalteten
Verbindung eines Fahrzeugquermoduls mit einer Karosserie eines als
Cabriolet-Fahrzeug ausgebildeten Kraftfahrzeugs sind in der Zeichnung
schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert, wobei der Übersichtlichkeit
halber für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben
Bezugszeichen verwendet werden.
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Es
zeigt:
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1 eine
vereinfachte perspektivische Ansicht eines Fahrzeugquermoduls für
ein Cabriolet-Fahrzeug in Alleinstellung;
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2 eine
ausschnittsweise perspektivische Ansicht einer Verbindung des Fahrzeugmoduls
der 1 mit einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs;
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3 einen
Bereich des Fahrzeugmoduls der 2 mit dem
das Fahrzeugquermodul an die Fahrzeugkarosserie angebunden wird,
in Alleinstellung;
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4 eine
vereinfachte perspektivische Darstellung einer weiteren Verbindung
eines Fahrzeugquermoduls mit einer Fahrzeugkarosserie; und
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5 ein,
einen Keilwinkel bildendes Verbindungselement mit hieran angeordneten
Keilelementen zur Ausbildung der Verbindung nach 4.
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Bezug
nehmend auf 1 ist ein Fahrzeugquermodul 1 für
ein Cabrioletfahrzeug gezeigt, welches im Einbauzustand in einer
in 2 ansatzweise gezeigten Karosserie 2 des
Cabriolet-Fahrzeugs einen hinsichtlich seiner Lage in 1 symbolisch
angedeuteten Insassenraum 3 von einem heckseitigen Aufnahmeraum 4 trennt.
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Das
Fahrzeugquermodul 1 ist dabei integral mit einem Überrollschutzsystem 5,
von dem in 1 ein die Fahrzeugbreite überspannender Überrollbügel
dargestellt ist, mit Elementen eines Insassenrückhaltesystems,
von denen Sicherheitsgurtsautomaten 6 und Führungen 7 für
einen Sicherheitsgurt 8 dargestellt sind, und mit Elementen
einer Sitzanlage, von der Kopfstützen 9 dargestellt
sind, ausgebildet.
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Des
Weiteren weist das im Wesentlichen als Hohlprofil ausgebildete Fahrzeugquermodul 1 seitlich
sich in Fahrzeugfrontrichtung erstreckende Wangen 10 auf,
welche die Fahrzeugstruktur versteifende Verbindungselemente darstellen,
mittels denen das Fahrzeugquermodul 1 seitlich auf in 2 näher
dargestellte Art und Weise an die Karosserie 2 anbindbar
ist.
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Zur
Verbindung des außerhalb des Fahrzeugs vorgefertigten Fahrzeugquermoduls 1 mit
der Fahrzeugkarosserie 2 wird das Fahrzeugquermodul 1 auf
einen Boden 22 der Fahrzeugkarosserie 2 an bestimmten
nicht näher dargestellten Referenzbohrungen gesetzt und
mittels Schrauben festgelegt.
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Zur
seitlichen Verbindung des Fahrzeugquermoduls 1 mit der
Fahrzeugkarosserie 2 sind als Befestigungseinrichtungen
Schraubverbindungen 11, 12, 32 und 33 vorgesehen,
wie sie in den 2 bis 5 gezeigt
sind.
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Die
in den 2 und 3 gezeigten Schraubverbindungen 11, 12 sind
dabei zwischen der jeweils seitlich in Fahrzeugfrontrichtung vorkragenden
Wange 10 des Fahrzeugquermoduls 1 und einem Halteblech 13 an
der Innenwandung der Fahrzeugkarosserie 2 vorgesehen.
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Zwischen
einer der Fahrzeugkarosserie 2 zugewandten Fläche 14 der
Wange 10 des Fahrzeugquermoduls 1 und einer dem
Fahrzeugquermodul 1 zugewandten Fläche 15 des
Halteblechs 13 ist ein sich in Fahrzeugfrontrichtung öffnender
erster Keilwinkel 16 und ein sich in Fahrzeugheckrichtung öffnender
zweiter Keilwinkel 17 ausgebildet, in die jeweils im Bereich
der Schraubverbindungen 11, 12 ein Keilelement 18 bzw. 19 eingesetzt
ist, welches im Einbauzustand des Fahrzeugquermoduls 1 in
dem jeweils zugeordneten Keilwinkel 16 bzw. 17 verrastet ist.
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Zur
Herstellung der Verrastung des Keilelementes 18 bzw. 19 weisen
die Keilelemente 18, 19 an einer Keilflanke, welche
mit zwei senkrecht zueinander stehende Seiten einen dreieckigen
Querschnitt des Keilelementes 18 bzw. 19 bildet,
ein Zahnprofil 20 aus, welches vorliegend mit einem korrespondie renden,
an der der Fahrzeugkarosserie 2 zugewandten Fläche 14 des
Fahrzeugquermoduls 1 ausgebildeten Zahnprofil 21 zusammenwirkt,
wobei die Zahnprofile 20, 21 eine Bewegung des
betreffenden Keilelementes 18 bzw. 19 unter definiertem
Druck in Richtung einer Schnittlinie 23 des Keilwinkels 18 bzw. 19 zulassen
und bei einer Krafteinleitung in die entgegengesetzte Richtung verrasten.
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Die
Keilelemente 18, 19 sind jeweils im Bereich der
Schraubverbindungen 11, 12 angeordnet, wobei die
Keilelemente 18, 19 jeweils eine Durchtrittsöffnung 24 für
eine Schraube 25 bzw. 26 der jeweiligen Schraubverbindung 11 bzw. 12 aufweisen.
Da die Schrauben 25, 26 bereits positioniert werden,
bevor das Fahrzeugquermodul durch die Keilelemente 18, 19 seine
definierte Position einnimmt, ist die Durchtrittsöffnung 24 der
Keilelemente 18 bzw. 19 jeweils in Richtung der
Schnittlinie 23 des Keilwinkels offen.
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Erst
nach einem Einrasten der Keilelemente 18, 19 in
ihrer tiefstmöglichen Endlage und einem Verhaken der Zahnprofile 20, 21 wird
auf die Schrauben 25, 26 das zur Herstellung der
Verbindung erforderliche Anzugsdrehmoment aufgebracht, da nach einem
Verhaken der Keilelemente 18, 19 keine Lageveränderung
des Fahrzeugquermoduls 1 gegenüber der Karosserie 2 möglich
ist.
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Die 4 und 5 zeigen
eine weitere Befestigung des Fahrzeugquermoduls 1 an der
Fahrzeugkarosserie 2 mittels Schraubverbindungen 32, 33 mit
jeweils einer Schraube 37 bzw. 38, wobei das Fahrzeugquermodul 1 mittels
weiterer Keilelemente 27, 28 gegenüber
der Fahrzeugkarosserie 2 in Fahrzeughöhenrichtung
positioniert wird.
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Bei
dieser Verbindung wird der Keilwinkel 36 zur Einbringung
der Keilelemente 27, 28 durch eine Fläche 35 eines
an der Fahrzeugkarosserie 2 befestigten Montagebleches 29 und
eine Fläche 34 eines an dem Fahrzeugquermodul 1 angeschweißten
Halteprofils 30 gebildet, wobei die Keilelemente 27, 28 baugleich
zu den in den 2 und 3 gezeigten Keilelementen 18, 19 ausgeführt
sind und hier mit einem Zahnprofil 31 an dem Halteprofil 30 zusammenwirken.
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Die
gezeigten Verbindungen sind beispielhaft für andere analog
aufgebaute Verbindungen beschrieben, welche das Fahrzeugquermodul 1 sowohl in
Fahrzeuglängsrichtung als auch in Fahrzeughöhenrichtung
fixieren, wobei die einzelnen Verbindungen in Einzelheiten auch
abweichend von den gezeigten Verbindungen ausgeführt sein
können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19642821
A1 [0002]
- - EP 1084914 A2 [0002]
- - DE 102004016362 A1 [0003]
- - DE 102005028929 A1 [0003]