-
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Träger zum Anbau an Kraftfahrzeuge
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
-
Für den Transport
von Fahrrädern,
Motorrädern
und Staukästen
gibt es Trägersysteme,
die im Heckbereich von Kraftfahrzeugen montiert werden können. Während bei
PKW für
geringe Belastungen mittlerweile die Montage eines solchen Trägers auf der
Anhängerkupplung üblich geworden
ist, sind für höhere Lasten,
insbesondere bei Wohnmobilen festmontierte Tragesysteme üblich, die
mit dem Rahmen des Fahrzeugs verbunden sind. Solche Tragesysteme
sind üblicherweise
so aufgebaut, dass zwei Holme sich von dem Fahrzeugrahmen nach hinten
erstrecken, die dann in einem Leuchtenträger mit Rückleuchten und gegebenenfalls
einem zusätzlichen Kennzeichenhalter
enden. Zwischen dem Fahrzeug und dem Leuchtenträger sind verschiedene Aufsätze modulartig
zu befestigen, so dass hier zusätzlicher Stauraum,
Schienen für
Fahrräder
oder auch eine Plattform für
ein Motorrad angeordnet werden können.
Die Holme der bekannten Trägersysteme
bestehen aus geraden oder gekröpften
Metallrohren, die mit Flanschen oder Klemmstellen versehen sind.
-
Gerade
bei Wohnmobilen mit umfangreicher Ausstattung ist das Gewicht des
Fahrzeugs bereits recht hoch, so dass die bis zum Erreichen des
zulässigen
Gesamtgewichts zur Verfügung
stehende Zuladung relativ gering ist. Trägersysteme tragen in erheblichem
Maße zum
Gesamtgewicht bei, so dass auch hier ein möglichst geringes Gewicht gewünscht wird.
-
Es
ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Träger für den Anbau
an Kraftfahrzeugen zu schaffen, dessen Gewicht gegenüber den
bekannten Vorrichtungen reduziert ist.
-
Diese
Aufgabe wird von einem Holm mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und
von einem Träger des
Anspruchs 10 gelöst.
-
Weil
der Holm ganz oder teilweise aus einem Faserverbundwerkstoff gefertigt
ist, kann die geometrische Gestaltung und der Faserverlauf am Kraftfluss
ausgerichtet werden, so dass bei gleicher oder sogar größerer Festigkeit
ein geringeres Gewicht erzielt werden kann. Unterschiedliche Montagemöglichkeiten
werden erzielt, wenn der Holm einen Versatz zwischen dem fahrzeugseitigen
Ende und dem leuchtenseitigen Ende aufweist. Dieser Versatz wird auch
als Kröpfung
bezeichnet.
-
Vorteilhaft
kann der Holm aus glasfaserverstärktem
Kunststoff (GfK), aus kohleverstärktem Kunststoff
(CfK) oder auch aus einem Verbundwerkstoff unter Verwendung von
Aramidfasern gefertigt werden.
-
Wenn
der Holm aus einem dünnwandigen Rohrabschnitt
als Kern mit einem darauf aufgebrachten Faserverbundwerkstoff ausgebildet
ist, ist die Fertigung relativ einfach. Diese Fertigungsweise kann
für geringe
Stückzahlen
vorteilhaft sein. Wenn andererseits ein Schlauchblasverfahren für die Fertigung
eingesetzt wird, ist eine komplexe geometrische Struktur des Holms,
insbesondere bei gekröpften
Holmen, erzielbar. Als Matrix für
den Faserverbundwerkstoff wird vorzugsweise eine Duroplastmatrix
eingesetzt.
-
Eine
besonders große
Belastbarkeit bei geringem Gewicht ergibt sich, wenn wenigstens
in einem inneren Radius der Kröpfung
des Holms eine Verstärkungsstruktur,
vorzugsweise in Form eines Stegs oder eine Rippe eingearbeitet ist.
Die Verstärkungsstruktur
ist vorzugsweise aus dem gleichem Material gefertigt wie der Holm
selbst. Er kann insbesondere stoffschlüssig oder einstückig mit
dem Faserverbundwerkstoff des Holms gefertigt werden. Diese Bauart
ist besonders vorteilhaft im Schlaublasverfahren herstellbar.
-
Für eine gegen
Verdrehen und Verkippen sichere Befestigung sowohl am Fahrgestell
des Fahrzeugs als auch an den Zusatzkomponenten sind vorteilhaft
Montageflächen
an dem Holm vorgesehen. Diese Montageflächen können angeformt oder angeschweißt werden.
-
Weil
ein Träger
für ein
Kraftfahrzeug mit Holmen ausgestattet ist, die ganz oder teilweise
aus einem Faserverbundwerkstoff gefertigt sind, kann das Gesamtgewicht
des Trägers
bei gleicher oder erhöhter
Belastbarkeit gegenüber
den bekannten Trägern verringert
werden.
-
Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
-
1:
Einen gekröpften
Trägerholm
mit Montageplatten in einer Seitenansicht;
-
2:
Den Holm gemäß 1 in
einer perspektivischen Darstellung;
-
3:
Einen Holm entsprechend 1 zur Befestigung in Klemmstellen.
-
Die 1 zeigt
einen Holm für
einen Heckträger
eines Kraftfahrzeugs mit einem fahrzeugseitigen Schaft 1,
einem gekröpften
Abschnitt 2 und einem endseitigen Schaftabschnitt 3.
Der fahrzeugseitige Schaft 1 ist mit einer Befestigungsplatte 4 zur
lösbaren
Verbindung mit einem Fahrzeugrahmen versehen. Er ist im Wesentlichen
rund und rohrförmig, ebenso
wie der Abschnitt 3. Durch den Kröpfungsabschnitt 2 wird
eine Kröpfung
X bewirkt, die je nach Anforderungen wählbar ist. Insbesondere kann
die Kröpfung
X auch Null sein. Der Schaft 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel
einen größeren Durchmesser
auf als der Schaftabschnitt 3, da letzterer im Betrieb
geringer belastet ist.
-
Der
Abschnitt 3 weist an seiner Oberseite eine Befestigungsplatte 5 auf,
die um 90° gegenüber der
Platte 4 gekippt ist. Diese Platte dient zur Befestigung
von Trägerelementen.
Das freie Ende 6 des Abschnitts 3 ist mit einer
Befestigung für
eine Leuchteneinheit versehen.
-
Ausgehend
von dem fahrzeugseitigen Schaft 1 ist in einem Übergangsbereich 10 ein
Materialübergang
von dem metallischen Grundmaterial des Abschnitts 1 zu
einem Faserverbundswerkstoff vorgesehen. Der Faserverbundwerkstoff
erstreckt sich über
die gesamte Länge
des Kröpfungsabschnitts 2 bis
zu einem Übergangsbereich 11,
in dem wiederum ein Materialübergang
von dem Faserverbundwerkstoff zu dem metallischen Rohr des Abschnitts 3 vorgesehen
ist. Die Kröpfung
X bedingt einen Krümmungsradius
des Kröpfungsbereichs 2,
an dessen Innenseite ein Steg oder eine Rippe 12 angeordnet ist.
Die Rippe 12 nimmt die bei Belastung der Montageplatte 5 auftretenden
Zugkräfte
auf und erhöht
dadurch die Belastbarkeit.
-
Die 2 zeigt
den oben beschriebenen Holm in einer perspektivischen Darstellung.
In dieser Darstellung ist der Übergangsbereich 11 zwischen dem
Faserverbundswerkstoff des Kröpfungsabschnitts 2 und
dem Abschnitt 3 näher
dargestellt. Der Querschnitt ist durch eine hervorgehoben gezeichnete
Linie bei 11 ersichtlich. Zur Verbesserung der Belastbarkeit
kann bei der Fertigung auch in dem Übergangsbereich 11 von
dem üblichen
kreisrunden Querschnitt abgewichen werden, so dass sich der bei diesem
Ausführungsbeispiel
etwa schlüssellochförmige Übergangsbereich 11 ergibt,
der an seiner in der 1 unten befindlichen Seite einen
schmaleren, höheren
Querschnitt als an seiner Oberseite.
-
Die 3 zeigt
schließlich
einen Holm ähnlich
demjenigen in 1, wobei jedoch auf die plattenförmigen Montagebereiche 4 und 5 der 1 verzichtet
wurde. Stattdessen ist der rohrförmige
Bereich 1 ebenso wie der Abschnitt 3 zur Befestigung
in Klemmstellen eingerichtet.
-
Bei
der Fertigung des hier beschriebenen Holms für einen Heckträger eines
Wohnmobils kann der Abschnitt 1 mit der angeschweißten oder
angeformten Befestigungsplatte 4 aus einem Stahlrohr oder
einem Aluminiumrohr bestehen. In dem Übergangsbereich 10 wird
dann auf die Oberfläche
des Aluminiumrohres das Faserverbundmaterial auflaminiert, so dass
sich eine stoffschlüssige
und kraftschlüssige
Verbindung ergibt. Geeignete Oberflächenbehandlungen für das metallische
Material stellen sicher, dass die Verbindung auch bei dynamischen
Belastungen und Temperaturschwankungen dauerhaft fest bleibt. Ein
entsprechender Übergang zwischen
dem Kröpfungsabschnitt 2 und
dem wiederum aus metallischem Werkstoff hergestellten Abschnitt 3 erzielt
man in entsprechender Weise durch Überlappung der beiden Materialien.
Der Abschnitt 3 kann als Strangpressteil in der beschriebenen
Querschnittsform hergestellt werden. Er kann auch als einfaches
Metallrohr gefertigt werden.
-
Für die Fertigung
des Kröpfungsabschnitts 2 ist
ein Faserverbundmaterial auf Glasfaserbasis mit einem Duroplast
als Matrix vorgesehen. Die Fertigung insbesondere der Rippenstruktur 12 wird
so vorgenommen, dass die Fasern des Gewebes oder des Geflechts in
Richtung der Hauptkrafteinleitung verlaufen.
-
Alternative
Ausführungsformen
können
vorsehen, dass der Holm insgesamt aus dem Faserverbundwerkstoff
gefertigt wird, beispielsweise auch im sogenannten Schlauchblasverfahren,
bei dem ein mit Matrixmaterial imprägnierter Gewebeschlauch unter Druck
innen an eine Form angelegt wird und dort aushärtet. Dieses Verfahren gewährleistet
für komplexe,
hochbelastete Bauteile sehr gute Ergebnisse. Alternativ kann der
Faserverbundwerkstoff auch auf einen metallischen Kern aufgebracht
werden, der als Rohr oder Formteil mit sehr geringer Wandstärke ausgeführt werden
kann, da dieser nur als Träger
für den
Faserverbundwerkstoff dient und praktisch keinerlei Last aufnimmt.
-
Abweichend
von der beschriebenen gekröpften
Form kann der Holm des erfindungsgemäßen Trägersystems auch ohne Kröpfung ausgeführt werden.
-
Durch
den beschriebenen Holm lässt
sich ein Trägersystem
schaffen, das bei Verwendung als Fahrrad- oder Motorradträger im Heckbereich
eines Wohnmobils eine Gewichtseinsparung von 10–20 Kilogramm gegenüber herkömmlichen
Heckträgern bietet.