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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrwerksbauteil eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs.
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Aus der
DE 199 09 945 C1 ist ein Fahrwerksbauteil, nämlich ein Fahrschemel, insbesondere ein Hinterachsfahrschemel, für ein Kraftfahrzeug bekannt, der an jeder Fahrzeugseite einen oberen und einen unteren Längsträger aufweist sowie zwei die Längsträger verbindende Querträger besitzt. Dieser Fahrschemel dient dabei unter anderem zur Halterung eines Getriebeaggregats, zum Beispiel eines Hinterachsdifferentials, wozu am Fahrschemel eine Dreipunktlagerung ausgebildet ist. Zur Realisierung dieser Dreipunktlagerung weist einer der Querträger eine nach oben hin offene Aufnahmemulde für einen Gehäusehals des Getriebeaggregats auf. Diese Aufnahmemulde ist dabei durch einen Boden sowie durch eine Rückwand und zwei Seitenwände begrenzt. Durch die Seitenwände kann ein Tragbolzen zum Festlegen des Getriebeaggregats am Querträger hindurchgeführt werden. Beim bekannten Fahrschemel ist die mit Hilfe der Aufnahmemulde und des Tragbolzens gebildete Anbindungsstelle mittels einer Konsole realisiert, die separat vom Querträger hergestellt ist und auf geeignete Weise am Querträger befestigt ist. Die Rückwand der Aufnahmemulde wird dabei durch einen Abschnitt des Querträgers gebildet. Der Querträger selbst ist als Hohlkörper ausgestaltet und beim bekannten Fahrschemel als Blechformteil konzipiert.
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Aus der
DE 10 2004 012 662 A1 ist ein rahmenförmiger Hinterachsträger bekannt, der als geschlossenes Hohlprofil mit Sandkern geformt ist.
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Aus der
DE 10 2005 032 919 A1 ist ein Motorträger für eine Brennkraftmaschine bekannt, der eine kastenförmige Struktur besitzt. Ein Hohlraum dieses Motorträgers bildet eine Hohlform für die Herstellung eines Kunststoffbehälters.
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Die
DE 199 22 800 A1 zeigt einen Hilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug, der mit wenigstens einem Knotenelement aus einem Gusswerkstoff ausgestattet ist, wobei das Knotenelement zumindest einen Flansch zur Verbindung des Hilfsrahmens mit wenigstens einem Träger aufweist.
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Die
WO 2007/019935 A1 zeigt eine Federbeinaufnahme, die als Gussbauteil ausgestaltet ist. Hierbei sind Anbindungsstellen für Anbauteile direkt in das Gussbauteil integriert. Bei diesen Anbindungsstellen handelt es sich beispielsweise um vorbereitete Schrauböffnungen.
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Die
DE 102 26 526 A1 offenbart einen Fahrwerkrahmen mit mindestens zwei miteinander schweißverbundenen Rahmenteilen, wobei mindestens ein schweißverbundenes Rahmenteil ein Gussteil ist.
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Aus der
FR 26 15 458 A1 ist ein Fahrschemel bekannt, der mitsamt einer Querstrebe als Monoblock ausgeführt ist.
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Die
DE 10 2006 008 667 A1 beschreibt eine selbsttragende Karosserie eines Kraftwagens, bei der zur Aussteifung eine Domstrebe vorgesehen ist, die als Gussbauteil ausgeführt ist.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Fahrwerksbauteil der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass ein erhöhter Integrationsgrad erzielbar ist, wodurch sich Gewichts- und Kostenvorteile realisieren lassen.
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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, die Aufnahmemulde beim Gießen des Querträgers an diesem integral auszuformen. Die Herstellung des Querträgers als Gussbauteil ermöglicht die Integration der Aufnahmemulde bereits im Rahmen der Herstellung des Querträgers. Hierdurch kann auf eine separat hergestellte Konsole zur Realisierung der Anbindungsstelle verzichtet werden. Ebenso entfällt ein zusätzlicher Montageschritt zum Anbauen einer derartigen Konsole am Querträger. Durch die integrale Ausbildung der Aufnahmemulde am Querträger lassen sich außerdem Herstellungstoleranzen, insbesondere Lagetoleranzen für die Anbindungsstelle verkleinern, was ebenfalls Vorteile für die Montage mit sich bringt. Auch können sich Package-Vorteile ergeben.
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Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Aufnahmemulde so an einem darin einsetzbaren Lagerkörper des Anbauteils angepasst sein, dass der im Einbauzustand in der Aufnahmemulde mit dem Tragbolzen verspannte Lagerkörper zusammen mit der Anbindungsstelle einen Verbund bildet, der den Querträger im Bereich der Anbindungsstelle aussteift. Durch die gezielte Realisierung eines Verbands bzw. eines Verbunds im montierten Zustand kann der Querträger gerade im Bereich der Anbindungsstelle mit einer besonders hohen Steifigkeit ausgestattet werden, wobei durch den Verbund ein externes Bauteil, nämlich der Lagerkörper des Anbauteils, einen wichtigen Beitrag zu dieser Aussteifung bzw. Versteifung des Querträgers im Bereich der Anbindungsstelle leistet.
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Entsprechend einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann die Aufnahmemulde so in den Querträger integriert sein, dass im Bereich der Aufnahmemulde die hohle Struktur des Querträgers unterbrochen ist. In der Folge ist der Querträger im Bereich der Aufnahmemulde somit massiv, wodurch der Festigkeitsverlust des Hohlträgers durch die Integration der Aufnahmemulde, insbesondere wieder in Verbindung mit dem Lagerkörper, kompensiert werden kann.
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Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher der Querträger beiderseits der Anbindungsstelle jeweils einen Kernaustritt aufweist, der an einer Seite durch eine der Seitenwände der Aufnahmemulde begrenzt ist und der mit einem Hohlraum eines an die Anbindungsstelle angrenzenden hohlen Trägerabschnitts kommunizierend verbunden ist. Die Anordnung eines derartigen Kernaustritts im Bereich der Aufnahmestelle vereinfacht das Gießen des Querträgers mit integrierter Aufnahmemulde, da jeweils ein geschlossener Kern verwendet werden kann.
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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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Es zeigen, jeweils schematisch,
- 1 eine perspektivische Ansicht von oben eines Fahrwerksbauteils im Bereich einer Anbindungsstelle,
- 2 eine perspektivische Ansicht von unten des Fahrwerksbauteils im Bereich der Anbindungsstelle,
- 3 einen Längsschnitt durch einen Querträger des Fahrwerksbauteils im Bereich der Anbindungsstelle,
- 4 einen vergrößerten Längsschnitt durch den Querträger im Bereich der Anbindungsstelle,
- 5 eine perspektivische Ansicht des Fahrwerksbauteils mit einem daran angebrachten Anbauteil.
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Entsprechend den 1-5 umfasst ein Fahrwerksbauteil 1 eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, zumindest einen Querträger 2, der als Hohlträger ausgestaltet ist und der eine Anbindungsstelle 3 für ein hier nicht dargestelltes Anbauteil aufweist. Beim Fahrwerksbauteil 1 kann es sich beispielsweise um einen Fahrschemel handeln, und zwar insbesondere um einen Hinterachsfahrschemel. Der Querträger 2 kann insbesondere bei einem Fahrschemel 1, der einen vorderen und einen hinteren Querträger aufweist, den vorderen Querträger 2 des Fahrschemels 1 bilden. Beim Anbauteil kann es sich beispielsweise um ein Getriebe, insbesondere um ein Hinterachsgetriebe handeln. In 5 ist ein derartiges Anbauteil dargestellt und mit 20 bezeichnet. Das Anbauteil 20 weist einen Lagerkörper 21 auf, der mit der Anbindungsstelle 3 zusammenwirkt, um das Anbauteil 20 mit dem Querträger 2 bzw. mit dem Fahrwerksbauteil 1 verbinden zu können.
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Die Anbindungsstelle 3 weist eine Aufnahmemulde 4 sowie einen Tragbolzen 5 auf. Die Aufnahmemulde 4 ist entsprechend 1 nach oben offen. Dementsprechend ist sie durch einen Boden 6, eine Rückwand 7 und zwei Seitenwände 8 begrenzt. Dabei kann die Aufnahmemulde 4 im Wesentlichen kubisch ausgestaltet sein, so dass sich der Boden 6 im Wesentlichen senkrecht zur Rückwand 7 erstreckt. Die beiden Seitenwände 8 verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander und erstrecken sich im Wesentlichen senkrecht zum Boden 6 sowie im Wesentlichen senkrecht zur Rückwand 7. Der Tragbolzen 5 durchsetzt die Aufnahmemulde 4 und ist dabei an den Seitenwänden 8 abgestützt. Er erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zu den Seitenwänden 8 und somit im Wesentlichen parallel zum Boden 6 sowie im Wesentlichen parallel zur Rückwand 7. Die Aufnahmemulde 4 dient zur Aufnahme eines dazu geeigneten Abschnitts des Anbauteils 20. Entsprechend 5 dient die Aufnahmemulde 4 beispielsweise zur Aufnahme des Lagerkörpers 21. Der Lagerkörper 21 kann beispielsweise ein Tragarm 22 des Anbauteils 20 durchsetzen. Insbesondere kann er eine Schwenkbarkeit des Anbauteils 20 relativ zum Querträger 2 ermöglichen. Zweckmäßig ist die Aufnahmemulde 4 hinsichtlich ihrer Abmessungen an den Lagerkörper 21 angepasst, derart, dass der Lagerkörper 21 in die Aufnahmemulde 4 eingesetzt werden kann und darin mit dem Tragbolzen 5 verspannt werden kann. Im montierten Zustand kann so ein Verbund oder Verband 23 ausgebildet werden, der im Wesentlichen durch den Lagerkörper 21 und durch die Verbindungsstelle 3 gebildet wird. Dieser Verband 23 bewirkt eine intensive Aussteifung des Querträgers 2 im Bereich der Verbindungsstelle 3. Durch den gebildeten Verbund 23 trägt der Lagerkörper 21 intensiv zur Aussteifung des Querträgers 2 bei. Insbesondere können sich die Seitenwände 8 über den Lagerkörper 21 aneinander abstützen. Dabei erstreckt sich der Lagerkörper 21 parallel zum Tragbolzen 5 und steht somit im Wesentlichen senkrecht zu den Seitenwänden 8.
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Beim Tragbolzen 5 handelt es sich beispielsweise um eine Schraube 9, die gemäß 3 einerseits einen Schraubenkopf 10 aufweist und andererseits eine Mutter 11 trägt. Bezüglich der Mulde 4 ist der Tragbolzen 5 von außen durch die Seitenwände 8 gesteckt und mit diesen von außen verspannt. Im montierten Zustand durchdringt der Tragbolzen 5 bzw. seine Schraube 9 den Lagerkörper 21 koaxial.
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Der Querträger 2 ist als Gussteil ausgestaltet, zum Beispiel als Grauguss oder als Leichtmetallguss, bevorzugt Aluminiumguss. Die Aufnahmemulde 4 ist nun in den Querträger 2 formintegriert. Sie ist beim Gießformen des Querträgers 2 daran ausgeformt. Die Positionierung der Aufnahmemulde 4 innerhalb des Querträgers 2 erfolgt zweckmäßig so, dass durch die Aufnahmemulde 4 die hohle Struktur des Querträgers 2 unterbrochen ist.
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Beispielsweise besitzt der Querträger 2 zwei hohle Trägerabschnitte 12 und 13, die beiderseits der Anbindungsstelle 3 angeordnet sind bzw. die über die Anbindungsstelle 3 miteinander verbunden sind. Im Beispiel sind die beiden Trägerabschnitte 12, 13 zum einen über den massiv ausgeführten Boden 6 und zum anderen über die massiv ausgeführte Rückwand 7 miteinander verbunden. Durch die massiv ausgeführten Seitenwände 8 besitzt die Mulde 4 eine vergleichsweise steife Struktur bzw. eine vergleichsweise steife Schale. Hierdurch kann der Querträger 2 im Bereich der Anbindungsstelle 3 soweit ausgesteift werden, dass er trotz integrierter Aufnahmemulde 4 eine relativ große Steifigkeit besitzt. Einen besonders hohen Beitrag zur Aussteifung des Querträgers 2 im Bereich der Anbindungsstelle 3 leistet jedoch der vorstehend beschriebene Lagerkörper 21, der beim Anbau des Anbauteils 20 in die Aufnahmemulde 4 eingesetzt und darin mit dem Tragbolzen 5 verspannt wird, um den tragenden Verbund 23 zu bilden.
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Gemäß den 2 bis 4 besitzt der Querträger 2 beiderseits der Anbindungsstelle 3 jeweils einen Kernaustritt 14. Dieser ist dabei so positioniert, dass er am Querträger 2 an einer von der offenen Seite der Mulde 4 abgekehrten Seite offen ist. Im Beispiel ist der jeweilige Kernaustritt 14 somit nach unten offen. Er befindet sich dabei unmittelbar benachbart zur Aufnahmemulde 4. Zur Aufnahmemulde 4 hin ist der jeweilige Kernaustritt 14 jeweils durch eine der Seitenwände 8 begrenzt. Die jeweilige Seitenwand 8 besitzt somit eine der Mulde 4 zugewandte Innenseite und eine dem jeweiligen Kernaustritt 14 zugewandte Außenseite. Der jeweilige Kernaustritt 14 kommuniziert gemäß den 3 und 4 jeweils mit einem Hohlraum 15 bzw. 16 eines der Trägerabschnitte 12, 13. Die Trägerabschnitte 12, 13 bzw. der Querträger 2 besitzt dadurch über die Kernaustritte 14 beispielsweise einen Wasserablauf. Ferner kann über den jeweiligen Kernaustritt 14 eine Zugänglichkeit zur Verschraubung des Tragbolzens 5 hergestellt bzw. verbessert werden.
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Der jeweilige Kernaustritt 14 ist gegenüber der jeweiligen Seitenwand 8 mit Hilfe einer Stegwand 17 begrenzt. Diese Stegwand 17 führt zu einer Aussteifung der Struktur des Querträgers 2 im Bereich der Anbindungsstelle 3. Im Beispiel ist der Querträger 2 im Bereich des jeweiligen Trägerabschnitts 12, 13 angrenzend an die Anbindungsstelle 3 jeweils mit einer Vertiefung 18 ausgestattet. Diese Vertiefung 18 grenzt dabei an einer vom jeweiligen Kernaustritt 14 abgewandten Seite der jeweiligen Stegwand 17 an den jeweiligen Kernaustritt 14 an. Die Vertiefung 18 führt zum einen zu einer zusätzlichen Aussteifung des Querträgers 2 im Bereich der Trägerabschnitte 12, 13, jeweils am Übergang zur Anbindungsstelle 3. Ferner lassen sich die Vertiefungen 18 auch zur Verbesserung der Zugänglichkeit der Verschraubung 5 nutzen. Erkennbar dienen hier die Stegwände 17 zur Aussteifung der Trägerabschnitte 12, 13 im Bereich der jeweiligen Vertiefung 18.
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Insbesondere kann die jeweilige Stegwand 17 wie im gezeigten Beispiel jeweils eine Durchgangsöffnung 19 aufweisen. Die jeweilige Durchgangsöffnung 19 ist dabei zur jeweiligen Vertiefung 18 offen und verbindet diese mit dem Inneren des jeweiligen Kernaustritts 14. Die Durchgangsöffnungen 19 sind dabei fluchtend zum Tragbolzen 5 angeordnet. Ferner sind sie so dimensioniert, dass durch die eine Durchgangsöffnung 19 der Schraubenkopf 10 und durch die andere Durchgangsöffnung 19 die Mutter 11 durchführbar ist. Des Weiteren sind die Durchgangsöffnungen 19 zweckmäßig so dimensioniert, dass auch Werkzeuge zum Betätigen des Schraubenkopfs 10 bzw. der Mutter 11 durch die Durchgangsöffnungen 19 durchführbar sind. Dementsprechend ist der Tragbolzen 5 durch die Vertiefungen 18, die Durchgangsöffnungen 19 und die Kernaustritte 14 für ein entsprechendes Werkzeug zugänglich.
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Durch die hier vorgeschlagene Positionierung der Kernaustritte 14, insbesondere in Verbindung mit den Stegwänden 17 und/oder den Vertiefungen 18, kann im Bereich der Anbindungsstelle 3 trotz der Integration der Aufnahmemulde 4 in den Querträger 2 eine Verbindung zwischen den beiden Trägerabschnitten 12, 13 realisiert werden, die sich, insbesondere in Verbindung mit dem Verbund 23, durch eine vergleichsweise hohe Steifigkeit auszeichnet. Somit besitzt der Querträger 2 trotz seines hohen Integrationsgrades eine vergleichsweise hohe Steifigkeit und Stabilität. Die Integration der Anbindungsstelle 3 in den Querträger 2 erübrigt die Befestigung einer separat hergestellten Konsole oder dergleichen zur Realisierung der Anbindungsstelle 3. Die integrierte Anbindungsstelle 3 zeichnet sich außerdem durch eine verbesserte Lagetoleranz aus, was die Serienfertigung eines mit dem hier vorgestellten Fahrwerksbauteil 1 ausgestatteten Fahrzeugs vereinfacht.
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Die Kernaustritte 14 lassen sich außerdem als Wasserablauf für den hohlen Querträger 2 nutzen. Wie erläutert, können die Kernaustritte 14 außerdem zur Realisierung einer vergleichsweise bequemen Zugänglichkeit für den Tragbolzen 5 genutzt werden. Da durch die hier vorgestellte Anbindungsstelle 3 mit in den Querträger 2 integrierter Aufnahmemulde 4 eine separate Konsole zum Montieren des Anbauteils 20 sowie entsprechende Verschraubungen zum Befestigen einer derartigen Konsole am Querträger 2 entfallen können, ergibt sich für die hier vorgestellte Bauweise außerdem ein Gewichtsvorteil. Schließlich führt die in den Querträger 2 integrierte Aufnahmemulde zu einer besonders kompakten Bauweise, die Packagevorteile liefert.
