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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Aussteifungseinrichtung zur
Erhöhung der Torsionssteifigkeit eines als Cabriolet ausgebildeten
Kraftfahrzeuges. Die Erfindung betrifft außerdem ein mit
einer derartigen Aussteifungseinrichtung ausgestattetes Kraftfahrzeug.
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Verglichen
mit vollständig geschlossenen Fahrzeugen, beispielsweise
einem Coupé, unterscheiden sich Cabriolets stark in der
Bauart der tragenden Karosserie. Durch das fehlende Dach als aussteifende
Komponente muss die gesamte Steifigkeit der heutzutage üblicherweise
selbsttragenden Karosserien durch eine verstärkte Bodengruppe
gewährleistet werden. Trotz des verstärkten Bodens weisen
Cabriolets immer wieder Probleme hinsichtlich ihrer Torsionssteifigkeit
auf und müssen diesbezüglich zusätzlich
ausgesteift werden. Derartige zusätzliche Aussteifungselemente
sind jedoch bauraumbedingt oftmals nur schwierig anzuordnen und können
einen durch das fehlende feste Dach auftretenden Steifigkeitsverlust
nur teilweise abfangen.
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Aus
der
EP 1 203 679 B1 ist
ein Cabriolet bekannt, bei welchem ein Überrollbügel
mit einer Verdeckablage und einem Verdeck eine zusammenhängende,
fest verbundene Einheit bzw. ein Modul bildet. Diese fest verbundene
Einheit kann separat vorgefertigt werden und soll zugleich die Steifigkeit
des Cabriolets verbessern bzw. die an das Cabriolet gestellten Sicherheitsanforderungen
erfüllen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aussteifungseinrichtung
zu schaffen, mit welcher insbesondere die Torsionssteifigkeit eines
als Cabriolet ausgebildeten Kraftfahrzeuges erhöht werden
kann und welche bauraumgünstig und konstruktiv einfach
in ein bestehendes Cabrioletkonzept integrierbar ist.
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Die
Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des unabhängigen
Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand
der abhängigen Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine ein- oder mehrteilige
Aussteifungseinrichtung, beispielsweise in der Art einer Versteifungsplatte,
zwischen einer Rückseite einer Überrollschutzeinrichtung
eines Cabriolets und einem Boden einer Verdeckablage anzuordnen
und dabei die Aussteifungseinrichtung einerseits an der Rückseite
der Überrollschutzeinrichtung und andererseits am Boden
der Verdeckablage anzubinden. Die ein- oder mehrteilige Aussteifungseinrichtung
ist dabei schubsteif ausgebildet und dadurch prädestiniert
für die Erhöhung der Torsionssteifigkeit des als
Cabriolet ausgebildeten Kraftfahrzeuges. Durch die geschickt gewählte
Anordnung der Aussteifungseinrichtung zwischen der Überrollschutzeinrichtung
und dem Boden der Verdeckablage, kann diese bauraumminimiert in ein
bereits bestehendes Cabrioletkonzept integriert werden und gewährleistet
darüber hinaus durch die feste Anbindung an den Boden der
Verdeckablage und die Rückseite der Überrollschutzeinrichtung
eine optimale Aussteifung der Karosserie. Hierdurch soll insbesondere
ein bei Cabriolets als sogenannter „Schuhkartoneffekt"
bezeichneter Mangel an Torsionssteifigkeit zumindest reduziert werden.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Lösung weist das zumindest eine Aussteifungselement der
Aussteifungseinrichtung angeformte Aussteifungsrippen auf. Derartige
Versteifungsrippen erfüllen dabei die Aufgabe von sogenannten
Unterzügen bzw. Versteifungsstegen und machen die Aussteifungselemente
insgesamt deutlich verwindungssteifer. Wird das Aussteifungselement
beispielsweise aus Kunststoff oder Leichtmetallguß (Al,
Mg) ausgebildet, so können diese Aussteifungsrippen in
einem Arbeitsschritt, beispielweise beim Spritzgießen,
direkt angeformt werden, wodurch die Herstellung einfach und kostengünstig möglich
ist.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Lösung ist das zumindest eine Aussteifungselement aus Kunststoff, Leichtmetall
oder Metallguss ausgebildet. Insbesondere die Ausbildung des Aussteifungselements
aus Kunststoff bzw. aus Leichtmetall bietet den insbesondere im
Sportwagenbau hoch bewerteten Vorteil, eine Erhöhung der
Torsionssteifigkeit bei gleichzeitig lediglich geringer Gewichtszunahme
des Kraftfahrzeuges erreichen zu können. Die Gewichtsreduzierung
der Aussteifungselemente macht sich auch im Hinblick auf einen Energiebedarf
des Kraftfahrzeuges positiv bemerkbar.
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Zweckmäßig
sind zusätzliche, an der Aussteifungseinrichtung angeordnete
Verstärkungselemente vorgesehen, welche diese bereichsweise
verstärken. Denkbar sind hierbei Verstärkungselemente, welche
fest mit dem zumindest einen Aussteifungselement der Aussteifungseinrichtung
verbunden sind und dieses insbesondere in kritischen, das heißt hochbelasteten
Bereichen zusätzlich verstärken. Durch die lediglich
zusätzliche Verstärkung kann eine generelle Verstärkung
des zumindest einen Aussteifungselementes, verbunden mit der damit
einhergehenden Gewichtserhöhung vermieden werden, wodurch
ebenfalls eine gewichtsoptimierte Aussteifungseinrichtung geschaffen
werden kann.
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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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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei
zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine
erfindungsgemäße einteilige Aussteifungseinrichtung
in deren Einbauzustand in einem Cabriolet,
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2 eine
Darstellung wie in 1, jedoch bei einer mehrteiligen
Aussteifungseinrichtung,
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3 eine
Detaildarstellung einer einteiligen Aufsteifungseinrichtung, wie
in 1 gezeigt,
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4 eine
Detaildarstellung auf eine mehrteilige Aussteifungseinrichtung,
wie in 2 gezeigt,
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5 unterschiedliche
Ausführungsformen einteiliger Aussteifungseinrichtungen,
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6 bis 8 unterschiedliche
Ausführungsformen von Aussteifungselementen mehrteiliger
Aussteifungseinrichtungen,
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9 eine
Aussteifungseinrichtung mit einem teilweise verstärkten
Aussteifungselement,
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10 eine
Darstellung zur Verdeutlichung der Einbaulage des Aussteifungselementes,
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11 eine
Darstellung wie in 10, jedoch mit räumlicher
Anbindung des Aussteifungselementes.
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Entsprechend
den 1 und 2 ist eine Aussteifungseinrichtung 1 zur
Erhöhung der Torsionssteifigkeit eines als Cabriolet ausgebildeten
Kraftfahrzeuges 2 gezeigt, wobei die Aussteifungseinrichtung 1 nach
der 1 ein einziges Aussteifungselement 3 und
nach der 2 zwei Aussteifungselemente 3 und 3' aufweist.
Wie den 1 und 2 dabei
zu entnehmen ist, ist die Aussteifungseinrichtung 1 in
Fahrtrichtung 4 hinter einer Überrollschutzeinrichtung 5 angeordnet,
wobei die Aussteifungselemente 3 und 3' im wesentlichen
waagerecht angeordnet sind. Der Aussteifungseinrichtung 1 kommt dabei
die Aufgabe zu, das Cabriolet 2 gegen eine Verwindung auszusteifen.
Aus diesem Grund sind die Aussteifungselemente 3 und 3' einerseits
an einer Rückseite der Überrollschutzeinrichtung 5 und andererseits
an einem Boden 6 der Verdeckablage 7 des Kraftfahrzeuges 2 angebunden
(vgl. 10).
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Gemäß den 3 und 4 sind
Aussteifungseinrichtungen 1 gezeigt, welche gemäß 3 lediglich
ein einziges Aussteifungselement 3 und gemäß 4 zwei
Aussteifungselemente 3 und 3' aufweisen. An allen
diesen Aussteifungselementen 3, 3' der Aussteifungseinrichtung 1 sind
angeformte Aussteifungsrippen 8 angeordnet, welche die
jeweiligen Aussteifungselemente 3, 3' zusätzlich
versteifen. Die Aussteifungsrippen 8 sind dabei gemäß den 3 und 4 nach
oben orientiert, während sie gemäß den 6 bis 8 nach
oben und zumindest teilweise nach unten orientiert sind. Denkbar
ist auch, dass die Aussteifungselemente 3, 3' zusätzliche,
insbesondere randseitige Flansche 9, aufweisen (vgl. 6),
welche die Aussteifungselemente 3 zusätzlich aussteifen
und gleichzeitig zu einer Anbindung derselben an die Überrollschutzeinrichtung 5 bzw. den
Boden 6 der Verdeckablage 7 dienen.
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Denkbar
ist auch, dass die Aussteifungselemente 3, 3' entweder
vollflächig ausgebildet sind, wie dies beispielsweise in
den 6 und 8 gezeigt ist, oder aber gewichtsreduzierende
Aussparungen 10 aufweisen, wie dies teilweise in 6 und
in der 7 gezeigt ist.
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Eine
Anbindung der Versteifungselemente 3, 3' der Aussteifungseinrichtung 1 an
die Überrollschutzeinrichtung 5 bzw. den Boden 6 der
Verdeckablage 7 erfolgt dabei vorzugsweise über
Schrauben, wobei eine jeweilige Hauptschraubrichtung in den 5 bis 9 durch
gerade schwarze Pfeile dargestellt ist. Dies bedeutet, dass beispielsweise die
Aussteifungselemente 3 und 3' gemäß der 7 alle
in im wesentlichen vertikaler Richtung mit der Überrollschutzeinrichtung 5 bzw.
dem Boden 6 der Verdeckablage 7 verschraubt werden,
während bei einem Aussteifungselement 3 gemäß der 5d eine horizontale Verschraubung des
Aussteifungselementes 3 mit der Überrollschutzeinrichtung 5 (besserer
Toleranzausgleich) und eine vertikale Verschraubung mit dem Boden 6 der
Verdeckablage 7 erfolgt.
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Gemäß den 5a bis 5d sind
unterschiedlichste Ausführungsformen des Aussteifungselementes 3 gezeigt,
wobei insbesondere die unterschiedliche Anordnung der Aussteifungsrippen 8 auffällt. Während
das Aussteifungselement 3 gemäß der 5a die Aussteifungsrippen 8 auf
einer Oberseite trägt, sind die Aussteifungsrippen bei
dem Aussteifungselement 3 gemäß der 5d hauptsächlich an einer Unterseite
des Aussteifungselementes 3 angeordnet. Zugleich sind auch
unterschiedlichste Orientierungen der Aussteifungsrippen 8 denkbar.
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Werden
für die erfindungsgemäße Aussteifungseinrichtung 1 zwei
Aussteifungselemente 3, 3' verwendet, so können
diese, wie in der 7 gezeigt, entweder separat
eingebaut werden oder über ein Verbindungselement 11,
welches beispielsweise als Stahl- oder Leichtmetallleiste ausgebildet
ist, in Fahrzeugquerrichtung miteinander verbunden werden. Das Verbindungselement 11 kann
ferner durch einen Halter oder eine Konsole gebildet werden.
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Um
insbesondere im Sportwagenbau ein möglichst geringes Gesamtgewicht
des Cabriolets 2 erreichen zu können, ist vorgesehen,
dass das zumindest eine Aussteifungselement 3, 3' der
Aussteifungseinrichtung 1 aus Kunststoff, Leichtmetall
oder Metallguss ausgebildet ist. Um weiter Gewicht einsparen zu
können, kann vorgesehen sein, dass die Aussteifungselement
obengenannte Aussparungen 10 aufweisen oder lediglich bereichsweise
verstärkt sind, indem beispielsweise wenigstens ein zusätzliches
und an dem jeweiligen Aussteifungselement 3 angeordnetes
Verstärkungselement 12 vorgesehen ist (vgl. 9).
Derartige Verstärkungselemente 12 können
aus Stahl, aus Leichtmetall, insbesondere aus einem Aluminiumblech,
aus Kunststoff oder aus Metallguss bestehen. Insbesondere die in 8 gezeigten
Aussteifungselemente 3, 3' können auch
aus Magnesiumguss ausgebildet sein.
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Gemäß 10 ist
die Einbaulage der erfindungsgemäßen Aussteifungseinrichtung 1 gezeigt, wobei
das zugehörige Aussteifungselement 3 mit seinem
in Fahrtrichtung 4 vorderen Ende an einer Rückseite
der Überrollschutzeinrichtung 5 und mit seinem in
Fahrtrichtung 4 hinteren Ende an den Boden 6 der Verdeckablage 7 angebunden
ist. Sowohl am Boden 6 der Verdeckablage 7 als
auch an der Rückseite der Überrollschutzeinrichtung 5 sind
dabei Konsolen 13 angeordnet, auf welchen das Aussteifungselement 3 aufliegt,
so dass eine vertikale Verschraubung mit den Konsolen 13 und
damit eine zuverlässige und feste Anbindung des Aussteifungselementes 3 an
die Überrollschutzeinrichtung 5 und den Boden 6 gewährleistet
werden kann. Durch die erfindungsgemäße Aussteifungseinrichtung 1 kann
insbesondere die Torsionssteifigkeit des Cabriolets 2 erhöht
werden, so dass ein üblicherweise bei Cabriolets 2 auftretender „Schuhkartoneffekt" – bewirkt
durch die geringe Verwindungssteifigkeit – zumindest reduziert
werden kann. Gleichzeitig lassen sich die Komponenten der erfindungsgemäßen
Aussteifungseinrichtung 1 kostengünstig herstellen
und insbesondere in ein bereits vorhandenes Cabrioletkonzept integrieren,
wodurch weitere Vorteile erzielt werden können.
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Eine
besonders vorteilhafte Anbindung der Versteifungselemente 3, 3' der
Aussteifungseinrichtung 1 an die Überrollschutzeinrichtung 5 bzw.
den Boden 6 der Verdeckablage 7 ist in 11 dargestellt.
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Sowohl
das vordere Ende der Versteifungselemente 3, 3' als
auch das hintere Ende sind jeweils über versetzt zueinander
angeordnete Verschraubungen 14 an die Überrollschutzeinrichtung 5 bzw. den
Boden 6 der Verdeckablage 7 angebunden, so dass
quasi eine räumliche Verbindung geschaffen wird, die die
Effizienz weiter erhöht. Die Verschraubungen 14 sind
in Fahrzeuglängs- und in Fahrzeughöhenrichtung
versetzt zueinander angeordnet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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