-
Die
Erfindung betrifft eine Trägerstruktur eines Kraftfahrzeuges,
umfassend zumindest zwei Trägerelemente und ein Verbindungselement,
wobei mittels des aus Gussmaterial gefertigten Verbindungselementes
die Trägerelemente miteinander verbunden sind und die Trägerelemente
kraftübertragende Bauteile wie Integralträger,
Achsträger oder Motorträger sind.
-
Bisher
ist bekannt, bei Fahrzeugen Trägerelemente aus Guss zu
fertigen. Auch ist bekannt, solche Integralträger, Achsträger
oder Motorträger aus Profilteilen herzustellen.
-
Die
einzelnen Elemente einer aus dem Stand der Technik bekannten Trägerstruktur
werden dann mittels Schweißens aus den unterschiedlichen
Halbzeugen gefertigt. Ein Fahrschemel ist bspw. aus der
DE 10 2005 045 295
A1 bekannt, bei dem an Gussknoten verschiedene Längsträger
miteinander verbunden sind.
-
Ein
weiterer Fahrschemel für Kraftfahrzeuge ist auch aus der
DE 19909945 C1 bekannt.
Dieser Fahrschemel ist insbesondere für eine Hinterachse eines
Kraftfahrzeugs ausgebildet und besteht aus einem an einem Fahrzeugaufbau
befestigten Rahmengestell, welches zwei Querträger sowie
zwei Längsträger umfasst, wobei diese derart zueinander
angeordnet sind, dass in einer Draufsichtdarstellung eine viereckige
Ausgestaltung des Fahrschemels ausgebildet ist.
-
Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung Nachteile aus dem Stand
der Technik zu vermeiden, aufwändige Schweißtechniken
zu vermeiden und schadenstolerantere Trägerstrukturen bei Ermöglichung
besserer Toleranzwerte zur Verfügung zu stellen.
-
Diese
Aufgabe wird gattungsgemäß im Sinne der Erfindung
dadurch gelöst, dass zumindest eines der Trägerelemente
in dem Verbindungselement eingegossen ist.
-
Durch
die Ausfertigung der Trägerstruktur mit in dem Gussmaterial
des Verbindungselementes eingegossenen Tragelementen, wird es unnötig, nachträglich
mittels Schweißtechnik oder anderen Verbindungstechniken,
wie etwa Schraublösungen, die Einzelelemente miteinander
zu koppeln. Die Montage wird dadurch einfacher und kostengünstiger und
noch weiter automatisierbar.
-
Vorteilhafte
Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht
und werden nachfolgend näher erläutert.
-
So
ist es von Vorteil, wenn zumindest eines der Trägerelemente
als belastungsoptimiertes Blechprofil oder Blechbauteil ausgebildet
ist, da in einem solchen Ausführungsbeispiel die Belastbarkeit
der gesamten Trägerstruktur erhöht werden kann.
Ferner wird die Schadenstoleranz bei der Verwendung solcher Profile
noch erhöht, insbesondere da derartige Profile oder Bauteile
duktiler sind und somit einer gewissen plastischen Verformung unterworfen
werden können, bevor ein Ausfall eines Einzelelementes
und daher in Folge der gesamten Trägerstruktur zu beklagen
ist.
-
Wenn
sich die Trägerelemente innerhalb des Verbindungselementes überdecken,
so kann die Gesamtstabilität der Trägerstruktur
noch weiter erhöht werden.
-
Ein
weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist dadurch
gekennzeichnet, dass das Verbindungselement einen Befestigungsbereich
zum Fixieren der Trägerstruktur an einem separaten Bauteil aufweist.
Die Trägerstruktur kann somit auf einfache Weise an einem
vorbestimmten Ort im Kraftfahrzeug funktionsgerecht angeordnet werden.
-
Um
die Belastbarkeit der Trägerstruktur zu erhöhen
ist es in einem weiteren Ausführungsbeispiel von Vorteil,
wenn sich eines der Trägerelemente bis in den Befestigungsbereich
hineinerstreckt.
-
Wenn
der Befestigungsbereich als vorzugsweise im Querschnitt kreisrund
ausgebildete Öffnung ausgeformt ist, so kann durch Nutzung
bekannter Bolzen oder Schraublösungen eine bzgl. der maximal
auszusetzenden Belastung gut bestimmbare Kombination an Einzelelementen
erreicht werden.
-
Um
eine bessere Materialverteilung zu erreichen, ist es von Vorteil,
wenn das Verbindungselement aus Integralguss hergestellt ist, insbesondere Einleger
aufweist. Eine gleichmäßigere Struktur ist ebenfalls
die Folge.
-
Um
die Trägerstruktur bedarfsgerecht auslegen zu können,
ist es von Vorteil, wenn in einer weiteren Ausführungsform
das Blechprofil einen Abschnitt aufweist, der als Hohlprofil, als
U-Profil, als L-Profil oder als Flachprofil ausgeformt ist.
-
Wenn
die Trägerelemente aus Stahl oder Aluminium gefertigt sind
und/oder das Verbindungselement aus Aluminium, Stahl oder Kunststoff
gefertigt ist, so wird es möglich, die Trägerstruktur
gleichzeitig leicht und besonders belastbar zu gestalten.
-
Ferner
ist es besonders vorteilhaft, wenn zumindest zwei, vorzugsweise
drei als SPP-Bauteile, also Strangpressprofilteile, ausgefertigte
Trägerelemente mit einem optionalen weiteren Blechteil,
in einem einzigen Verbindungselement vergossen sind. Als SPP-Bauteile
werden auch mittels Stanzen, Prägen oder Pressen endgeformte
Blechprofile umfasst.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher
erläutert.
-
Es
zeigen:
-
1 zeigt
die Draufsicht auf eine Trägerstruktur mit vier Trägerelementen
und vier Verbindungselementen, wobei die Enden von je zwei Trägerelementen
innerhalb eines Verbindungselementes enden,
-
2 einen
Querschnitt durch ein Ende eines erfindungsgemäßen
Trägerelementes in einer ersten Ausführungsform,
-
3 die
Querschnittsdarstellung eines Endes eines zweiten Trägerelementes
eines zweiten Ausführungsbeispiels,
-
4 eine
Querschnittsansicht eines Endes eines erfindungsgemäßen
Trägerelementes in einer dritten Ausführungsform,
-
5 eine sich überlappende Anordnung zweier
Trägerelemente in einem Verbindungselement in einer weiteren
Ausführungsform.
-
6 eine
perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels
und
-
7 noch
ein weiteres Ausführungsbeispiel in perspektivischer Ansicht.
-
Die
Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen der Veranschaulichung
der Erfindung. In allen Figuren werden für die gleichen
Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet.
-
1 zeigt
eine Trägerstruktur 1. Die Trägerstruktur 1 ist
in einer Draufsicht dargestellt. Die Trägerstruktur 1 weist
in der dargestellten Ausführungsform in Summe vier Trägerelemente 2 auf.
Die Trägerelemente sind aus Metall gefertigt und haben ein
vorbestimmtes Profil. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Trägerelemente 2 aus Blech gefertigt
und weisen im Querschnitt ein kreisrund ausgestaltetes Hohlprofil
auf. Auch andere Querschnitte wie eine Ellipsenform, eine U-Förmigkeit, eine
C-Förmigkeit, eine Doppel-T-Förmigkeit oder eine
L-Förmigkeit sind möglich. Auch ist es möglich, dass
das Profil als Flachblech ausgeformt ist.
-
Die
Trägerelemente 2 ragen in das Innere eines Verbindungselementes 3 hinein.
In 1, bzgl. des dort dargestellten Ausführungsbeispieles,
sind vier Verbindungselemente 3 vorhanden und die sich in
das Verbindungselement 3 hineinerstreckenden Enden der
Trägerelemente 2 sind gestrichelt angedeutet.
An den trägerelementefernen Enden der Verbindungselemente 3 sind
Befestigungsbereiche 4 ausgebildet. Die Befestigungsbereiche 4 sind
im vorliegenden Ausführungsbeispiel als kreisrunde Öffnungen,
bei Betrachtung im Querschnitt, ausgebildet. Diese Öffnungen
sind entweder nachträglich hineingebohrt oder schon in
der ursprünglichen Gussform der Verbindungselemente 3 vorgehalten.
Alternativ ist ein solcher Befestigungsbereich 4 aber auch
eckig auszugestalten, beispielsweise als quadratische Form in der
ursprünglichen Gussform der Verbindungselemente 3.
-
Die
Trägerelemente 2 sind in den Verbindungselementen 3 eingegossen.
-
Die
Trägerelemente 2 sind aus Aluminium oder Stahl
gefertigte Profile, entweder als Wand, als Abkankantteil, oder als
Walzprofil. Sie können gebogen oder gerade ausgefertigt
sein.
-
Die
Verbindungselemente 3 sind aus Aluminium, Stahl oder Kunststoff
gefertigt und sind entweder aus Vollguss oder aus Integralguss bestehend.
-
Die
Trägerelemente 2 können an den Enden beschnitten,
gequetscht, gelocht oder geschlossen ausgebildet sein. Dies ist
in den 2, 3 und 4 dargestellt.
-
Die
Trägerelemente 2 können auch ganz oder
teilweise bis zu den Befestigungsbereichen, also an die Ränder
der Verbindungselemente 3, im eingesetzten Zustand reichen,
oder nur in einem vorderen Bereich der Verbindungselemente eingegossen
sein.
-
In 5 ist das sich Überlappen von
zwei Trägerelementen 2 innerhalb eines Verbindungselementes 3 dargestellt.
Dabei geht der Befestigungsbereich 4 sowohl komplett durch
beide Trägerelemente 2, als auch durch das Verbindungselement 3 hindurch.
-
Die
Verwendung von Leichtmetallintegralschaumguss für die Verbindungselemente 3 ist
von großem Vorteil, da eine höhere Belastbarkeit
bei geringerem Gewicht erreicht werden kann und insbesondere durch
die Nutzung von Einlegern eine homogenere Schaumstruktur erwirkt
wird. Dies führte zu einer Verstärkung einer gewünschten
Dämpfung und im Crash-Fall zu einer besonders guten Energieaufnahme,
so dass nicht wie im Stand der Technik üblich, das Gussmaterial
bei Überbelastung ohne weitere Energieaufnahme plötzlich
abbricht.
-
In 5 ist die Möglichkeit dargestellt,
zwei SPP-Bauteile in einem einzigen Verbindungselement 3 zu
kombinieren und zusätzlich dazu ein Blechteil an dem Verbindungselement 3 angreifen
zu lassen. Es besteht die Möglichkeit, mehr als nur zwei
SPP-Bauteile in dem Verbindungselement 3 einzugießen.
-
In
einem speziellen Ausführungsbeispiel, siehe 6,
ist das Verbindungselement 3 als ein solches geometrisches
Element ausgebildet, dass es eine Öffnung für
eine Dämpferbeinaufnahme enthält. Ferner ist es
möglich, das Verbindungselement durch ein eingelegtes Versteifungsblech,
vorzugsweise in der Mitte des Verbindungselementes, zu verstärken.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102005045295
A1 [0003]
- - DE 19909945 C1 [0004]