DE102008060745A1

DE102008060745A1 - Querträgeranordnung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102008060745A1
Application number: DE200810060745
Authority: DE
Inventors: Tyler Lee
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2008-12-05
Publication date: 2010-06-10

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Querträgeranordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem zumindest abschnittsweise gekrümmt verlaufenden Grundträger (18), welcher einander gegenüberliegende Befestigungsabschnitte (22, 24) zur Befestigung des Grundträgers (18) an einer Kraftfahrzeugtragstruktur (10) aufweist. Neben den Befestigungsabschnitten ist zumindest eine Halte- und Fixiereinheit (30, 32) vorgesehen, welche bei der Montage des Grundträgers (18) dazu ausgebildet ist, diesen in einer Vormontageposition an der Tragstruktur (10) zu halten und welcher ferner dazu vorgesehen ist, bei Auftreten von auf das Fahrzeug, die Tragstruktur (10) und/oder den Grundträger (18) einwirkenden Verformungskräften einen außerhalb der Befestigungsabschnitte gelegenen Bereich des Grundträgers (10) an der Tragstruktur (10) zu fixieren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Querträgeranordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Grundträger, welcher einander gegenüberliegende Befestigungsabschnitte zur Befestigung an einer Kraftfahrzeugkarosserie aufweist.
Stand der Technik
Querträgeranordnungen oder Instrumententafelträger sind als solche im Stand der Technik bekannt. Sie erstrecken sich beispielsweise zwischen zwei seitlichen Randbereichen einer Kraftfahrzeugkarosserie, etwa zwischen den beiden A-Säulen der Karosserie quer zur Fahrzeuglängsachse. Der Querträger, bzw. die Querträgeranordnung dient der Befestigung von Funktionselementen des Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Lenksäule sowie diverser Halter und Instrumente, insbesondere einer Instrumententafel.
Darüber hinaus erfüllt eine Querträgeranordnung auch eine karosserieversteifende oder karosserieverstärkende Funktion. So sind Querträger auch dazu ausgebildet, insbesondere im Falle eines Seitenaufpralls auftretende Kräfte in definierter Weise aufzufangen und abzuleiten, so dass ein Verletzungsrisiko für die Fahrzeuginsassen möglichst minimiert werden kann. Querträgeranordnungen sind daher zumeist aus einem formstabilen Material gefertigt. In typischen Ausgestaltungen sind sie zumindest abschnittsweise als hohlprofilartiger Stahlträger ausgebildet.
Querträger, insbesondere Instrumententafelträger, weisen ferner an ihren seitlichen, d. h. in Fahrzeugquerrichtung liegenden freien Enden Befestigungsabschnitte auf, die nach Art einer Konsole oder nach Art eines Befestigungsflansches ausgebildet sein können. Diese Befestigungsabschnitte dienen einer Fixierung und Befestigung der Querträgeranordnung, beispielsweise an gegenüberliegenden A-Säulen einer Kraftfahrzeugkarosserie. Der Querträger wird dabei typischerweise mittels seines Befestigungsabschnitts mit der A-Säule verschraubt.
Neben weitgehend geradlinig in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Querträgern existieren im Stand der Technik auch zumindest abschnittsweise gekrümmt verlaufende Querträger, welche beispielsweise an die Kontur einer Instrumententafel oder an bestehende Bauraumerfordernisse im Übergangsbereich zwischen Windschutzscheibe und Motorraum angepasst sind. Bei solchen, zumindest abschnittsweise, gekrümmt ausgebildeten Querträgern verläuft der eigentliche Träger nicht vollständig entlang einer gedachten Verbindungslinie der beiden an den A-Säulen des Kraftfahrzeugs befindlichen Befestigungspunkten.
So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Querträger in der von Fahrzeuglängsrichtung und Fahrzeugquerrichtung gebildeten Ebene trapezartig oder bogenartig verläuft, wobei der zwischen den Befestigungsabschnitten liegende Bereich des Querträgers, in Fahrzeugrichtung gesehen, typischerweise vor den Befestigungsabschnitten liegt.
Zwar kann ein solch, zumindest abschnittsweise gekrümmt verlaufender oder ein veränderliches Querschnittsprofil aufweisender Querträger in geeigneter Weise den Bauraumanforderungen, insbesondere im Bereich der vorderen Fahrgastzelle, hinreichend Rechnung tragen. Dieses Design geht jedoch unter Umständen zu Lasten der geforderten Steifigkeit und des geforderten Umform- oder Deformationsverhaltens im Falle eines Seitenaufpralls.
Denn verglichen mit einem im Wesentlichen geradlinig verlaufenden Querträger neigt ein gekrümmt verlaufender Querträger im Falle eines Seitenaufpralls viel eher dazu, selbst beträchtlich verformt zu werden. Im Extremfall kann dies sogar dazu führen, dass der Querträger einen vorgegebenen Lastpfad nicht halten kann. So entstehen mitunter gerade durch die Krümmung des Querträgers infolge einer externen Krafteinwirkung solche Umlenk- oder Umformkräfte, die zu einer unerwünschten Deformation der gesamten Querträgeranordnung führen können. Der Querträger kann in einer solch gekrümmten Konfiguration dem vorgesehenen strukturversteifenden oder kraftableitenden Anforderungsprofil weitgehend nicht mehr entsprechen.
Aufgabe
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Querträgeranordnung für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, welche trotz einer gekrümmten Außenkontur vorgegebene Lastpfade einhält und etwaigen Verformungskräften besser Stand hält, ohne dass sich Material- und Fertigungskosten wesentlich erhöhen.
Erfindung und vorteilhafte Wirkungen
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die erfindungsgemäße Querträgeranordnung weist einen zumindest abschnittsweise gekrümmt verlaufenden Grundträger auf, der an seinen gegenüberliegenden freien Enden Befestigungsabschnitte zur Befestigung an einer Kraftfahrzeugtragstruktur, wie etwa an einander gegenüberliegende A-Säulen einer Karosserie, aufweist. Der Grundträger ist typischerweise als Hohlprofil ausgebildet und kann mehrere geradlinig verlaufende Abschnitte aufweisen, die über dazwischen liegende Bogenabschnitte ineinander übergehen und so zu einer insgesamt zumindest abschnittsweise gekrümmt ausgebildeten Kontur des Grundträgers führen.
Die erfindungsgemäße Querträgeranordnung zeichnet sich durch zumindest eine Halte- und Fixiereinheit aus, welcher außerhalb der zur eigentlichen Befestigung des Grundträgers an der Tragstruktur vorgesehenen Befestigungsabschnitte angeordnet ist. Die Halte- und Fixiereinheit ist insbesondere als Zentrier- und Montagehilfe vorgesehen. Ihre Funktion besteht darin, bei der Montage des Grundträgers an der Kraftfahrzeugkarosserie dafür zu sorgen, den Grundträger in einer Vormontageposition an der Tragstruktur zu halten, so dass dieser mit seinen Befestigungsabschnitten fest mit der Tragstruktur form- und/oder kraftschlüssig verbunden, insbesondere verschraubt oder verschweißt werden kann.
Des Weiteren ist die zumindest eine Halte- und Fixiereinheit dazu ausgelegt, bei Auftreten von auf das Kraftfahrzeug, seine Tragstruktur und/oder auf den Grundträger selbst einwirkenden Verformungskräften einen außerhalb des Befestigungsabschnitts gelegenen Bereich des Grundträgers bezüglich der Tragstruktur oder an der Tragstruktur zu fixieren.
Die Halte- und Fixiereinheit ist neben den eigentlichen Befestigungsabschnitten des Grundträgers als zusätzliches Fixiermittel und Positioniermittel ausgebildet, welches insbesondere ausschließlich bei Auftreten von Verformungskräften eine zusätzliche Fixierung des Grundträgers an der Tragstruktur des Kraftfahrzeugs zur Verfügung stellt.
Durch diese zusätzliche Fixierung des Grundträgers in einem Bereich, welcher vom eigentlichen Befestigungsabschnitt des Grundträgers entfernt zu liegen kommt, kann einer etwa durch Seitenaufprallkräfte verursachten Verformung des zumindest abschnittsweise gekrümmt verlaufenden Grundträgers mit einfachen Mitteln entgegengewirkt werden. Dies trägt zu einer erhöhten Steifigkeit der gesamten Querträgeranordnung bei, so dass diese den vorgegebenen mechanischen Lastanforderungen ohne weiteres entsprechen kann.
Durch die insgesamt vier Befestigungspunkte mit welchen der erfindungsgemäße Grundträger mit der Tragstruktur verbunden oder daran fixiert ist, kann erreicht werden, dass sich der Grundträger und die Tragstruktur gegenseitig versteifen. So wirkt die vierfache Anbindung des Grundträgers an der Tragstruktur einerseits einer Verformung des Grundträgers entgegen. Hierdurch kann aber auch andererseits eine Strukturversteifung der Tragstruktur erreicht werden.
Die Tragstruktur kann je nach Fahrzeugtyp der Karosserie des Fahrtzeugs selbst entsprechen und/oder einen Gitterrahmenträger aufweisen, welcher unter anderem zur Aufnahmen von das Fahrzeug verkleidenden Karosseriebauteilen ausgebildet sein kann.
Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Halte- und Fixiereinheit einander korrespondierende, an der Fahrzeugtragstruktur und am Grundträger angeordnete Formschlussmittel aufweist.
Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Halte- und Fixiereinheit zumindest ein Aufnahmeteil und einen in das Aufnahmeteil einführbaren oder durch das Aufnahmeteil hindurchführbaren Zapfen aufweist. Der Zapfen und das Aufnahmeteil können dabei einander korrespondierende Formschlusselemente aufweisen, die beispielsweise ein Herausziehen des Zapfens aus einer am Aufnahmeteil ausgebildeten Aufnahme verhindern. Das Aufnahmeteil und der damit korrespondierende Zapfen können ferner die Funktion eines Auflagers bei der Montage des Grundträgers an der Fahrzeugkarosserie erfüllen.
Ist beispielsweise der Zapfen grundträgerseitig und das Aufnahmeteil tragstruktur- oder karosserieseitig angeordnet, so kann vorgesehen sein, durch Einführen des Zapfens in das tragstrukturseitige Aufnahmeteil eine Vormontageposition des Grundträgers an der Kraftfahrzeugkarosserie festzulegen bzw. einzunehmen, in welcher die zumindest an den Längsenden des Grundträgers befindlichen Befestigungsabschnitte eine Montageposition gegenüber der Kraftfahrzeugkarosserie einnehmen, in welcher sie mit letzterer fest verbunden werden können.
Mit der Befestigung des Grundträgers an der Tragstruktur oder an der Kraftfahrzeugkarosserie kann die zumindest eine Halte- und Fixiereinheit nahezu funktionslos werden. Befindet sich die Querträgeranordnung mit ihrem Grundträger in der beschriebenen Endmontageposition kann die Halte- und Fixiereinheit nach wie vor eine Art Auflager bilden, welches aber aufgrund der starren Verbindung von Grundträger und Tragstruktur, bzw. Fahrzeugkarosserie nahezu funktionslos sein kann.
Es ist ferner denkbar, dass die Halte- und Fixiereinheit bereits bei Montage des Grundträgers an der Tragstruktur eine formschlüssige Verbindung bilden. Alternativ hierzu ist aber auch denkbar, dass die einander korrespondierenden Formschlussmittel der Halte- und Fixiereinheit erst bei Auftreten einer durch externe Krafteinwirkung bedingten Verformung eine formschlüssige Verbindung miteinander eingehen, die ein Lösen des Grundträgers von der tragstrukturseitigen Komponente der Halte- und Fixiereinheit verhindern.
Als Formschlussmittel kommen insbesondere als Zapfen und/oder Aufnahmeteil ausgebildete Hinterschneidungen oder nach Art eines Widerhakens gebildete Vorsprünge in Frage, die ein Herausziehen des Zapfens aus dem Aufnahmeteil verhindern können.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Halte- und Fixiereinheit zumindest zwei Aufnahmeteile mit jeweils einer Durchgangsöffnung für den Zapfen aufweist. Die Aufnahmeteile sind dabei in Einführrichtung des Zapfens voneinander beabstandet angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass der Zapfen, bei Erreichen der Vormontageposition des Grundträgers, an zumindest zwei Aufnahmeteilen gehalten wird, diese durchsetzt oder daran aufliegt, so dass bereits mit Erreichen der Vormontageposition ein Verschwenken des Grundträgers gegenüber der Karosserie unterbunden werden kann; der Grundträger also allein durch das Einführen der Zapfen in beide, in Einführrichtung hintereinanderliegende Aufnahmeteile an der Karosserie zumindest temporär gehalten werden kann.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Durchgangsöffnungen der beiden in Einführrichtung voneinander beabstandet angeordneten Aufnahmeteile, in Einführrichtung des Zapfens gesehen, fluchtend zueinander angeordnet sind. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Einführrichtung des Zapfens im Wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsachse verläuft, so dass, durch bloßes Einführen der Zapfen in die fluchtend zueinander angeordneten Durchgangsöffnungen der hintereinanderliegenden Aufnahmeteile, der Grundträger in der Ebene senkrecht zur Einführrichtung fixiert werden kann.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zapfen und zumindest eines der beiden Aufnahmeteile einander korrespondierende Halte- oder Rastmittel aufweisen, die ein Herausziehen oder Herausgleiten des Zapfens aus dem Aufnahmeteil entgegen der Einführrichtung verhindern. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass diese entgegen der Einführrichtung wirkende Halte- oder Rastfunktion erst bei auftretender Verformung zur Verfügung gestellt wird, so dass der Grundträger nicht bereits mit Erreichen seiner Vormontageposition an der Fahrzeugkarosserie unlösbar an dieser angeordnet ist. Denn erfindungsgemäß soll eine nichtlösbare Verbindung erst mit einer durch externe Krafteinwirkung initiierten Verformung der Halte- und Fixiereinheit erreicht werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zapfen einen in Einführrichtung vorn liegenden Abschnitt mit einem größeren Durchmesser als derjenige eines in Einführrichtung dahinterliegenden Abschnitts aufweist. Dabei kann ferner vorgesehen sein, den Übergangsbereich zwischen dem vorn liegenden radial verbreiterten Abschnitt und dem dahinterliegenden verjüngten Abschnitt als radialen Anschlag auszubilden. Auch ist denkbar, im Übergangsbereich zwischen diesen, in Axialrichtung des Zapfens voneinander beabstandeten Abschnitten, eine Hinterschneidung vorzusehen, welche im Bedarfsfall, insbesondere bei Auftreten von Verformungskräften, ein formschlüssiges Fixieren des Zapfens an zumindest einem der Halteteile bewirkt.
Nach einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest eines der Aufnahmeteile angrenzend an seine für den Zapfen vorgesehene Durchgangsöffnung einen in Einführrichtung verformten oder in Einführrichtung umgebogenen Öffnungsrand aufweist. Dieser Öffnungsrand kann insbesondere als Gegenanschlag für den radialen Anschlag oder für eine Hinterschneidung des Zapfens vorgesehen sein. Dabei ist ferner denkbar, dass der lichte Durchmesser dieser Durchgangsöffnung größer als die Radialerstreckung des radialen Anschlags des Zapfens ist, so dass auch nach Erreichen der Vormontageposition der Zapfen und mit ihm der Grundträger gegebenenfalls von der Tragstruktur, bzw. von der Karosserie wieder abgenommen werden können.
Eine Fixierung bzw. formschlüssige Verbindung zwischen Zapfen und Aufnahmeteilen soll jedenfalls dann zur Verfügung gestellt werden, falls der Zapfen und/oder eines oder beide Aufnahmeteile einer Verformung und Deformation unterliegen oder falls die beiden Aufnahmeteile infolge einer Krafteinwirkung einer Relativverschiebung zueinander unterliegen.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest eines der beiden Aufnahmeteile zumindest bereichsweise innerhalb des anderen Aufnahmeteils angeordnet ist. Eine solch verschachtelte Bauweise träger zu einer erhöhten Struktursteifigkeit beider Aufnahmeteile bei. Auch kann hierdurch erreicht werden, dass lediglich eines, vorzugsweise das äußere Aufnahmeteil fest mit der Fahrzeugtragstruktur verbunden werden muss.
Von Vorteil gestaltet sich weiterhin, dass zumindest eines der Aufnahmeteile als Blechformteil ausgebildet ist und einen sich im Wesentlichen parallel zur Einführrichtung verlaufenden Randabschnitt aufweist. Dieser Randabschnitt erstreckt sich vorzugsweise senkrecht zur Einführrichtung und trägt zur Struktursteifigkeit des jeweiligen Aufnahmeteils bei. Insbesondere bei einer ineinanderliegenden und verschachtelten Anordnung beider Aufnahmeteile können diese entlang ihrer Randabschnitte flächig aneinander anliegen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Halte- und Fixiereinheit an einem schräg oder senkrecht zur Fahrzeugquerachse verlaufenden Abschnitt des Grundträgers oder an einem am Grundträger befestigten Verstärkungselement angeordnet ist. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die grundträgerseitige Komponente der Halte- und Fixiereinheit, also der Zapfen oder das Halteteil in einem solchen Bereich am Grundträger angeordnet ist, welcher in einer Endmontageposition vergleichbar den Befestigungsabschnitten des Grundträgers einer Komponente der Tragstruktur oder der Fahrzeugkarosserieunmittelbar gegenüberliegend zu liegen kommen.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zapfen der Halte- und Fixiereinheit mittels eines Zwischenstücks am Grundträger oder an einem am Grundträger angeordneten Verstärkungselement angeordnet ist, wobei das Zwischenstück eine in Einführrichtung offene Ausnehmung aufweist, welche zur Aufnahme zumindest eines Randabschnitts eines Aufnahmeteils ausgebildet ist. Durch die Aufnahme des Randabschnitts des Aufnahmeteils in die zwischenstückseitige Ausnehmung kann ein Endanschlag für die Einführbewegung bei der Montage des Grundträgers an der Kraftfahrzeugkarosserie zur Verfügung gestellt werden. Des Weiteren kann hierüber eine weitere Fixierung senkrecht zur Einführ- oder Aufsteckrichtung zur Verfügung gestellt werden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Zapfen an seinem in Einführrichtung vorn liegenden freien Endabschnitt einer Einführschräge oder eine Zentrierspitze aufweist. Mittels dieser schrägen oder angespitzten Ausgestaltung kann eine Zentrier- und Montagehilfe zur Verfügung gestellt werden, so dass bei einem nicht oder nicht hinreichend genauen Ausrichten von Grundträger und Fahrzeugkarosserie beim Überfuhren des Grundträgers in seine Vormontagestellung dieser auch in Richtung senkrecht zur Einführ- bzw. Aufsteckrichtung mittels der Einführschrägen oder Zentrierspitze korrekt ausgerichtet und justiert wird.
Nach der Erfindung ist insbesondere vorgesehen, dass sämtliche Komponenten der Halte- und Fixiereinheit aus formstabilem Material, insbesondere aus Metall, insbesondere Stahl, ausgebildet sind, damit zum einen der Grundträger bereits in der Vormontageposition allein mittels der Halte- und Fixiereinheit gehalten und bei Auftreten von infolge externer Krafteinwirkung auftretenden Verformungskräften ein Loslösen des Grundträgers von der Fahrzeugkarosserie verhindert werden kann.
In besonders bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass die Aufnahmeteile und/oder der Zapfen derart ausgebildet und derart zueinander angeordnet sind, dass sie sich bei einer über einem vorgegebenen Schwellwert liegenden Krafteinwirkung derart verformen und/oder derart zueinander verschieben, dass der Zapfen form- und/oder kraftschlüssig an zumindest einem der Aufnahmeteile fixiert ist und somit ein Loslösen des Grundträgers bzw. des Querträgers von der Kraftfahrzeugkarosserie im Bereich des Halte- und Fixierelements wirksam verhindert.
Ausführungsbeispiel
Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Dabei bilden sämtliche beschriebene sowie bildlich dargestellte Merkmale in jeglicher sinnvollen Kombination untereinander den Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Es zeigen:
1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Querträgranordnung am Beispiel eines Gitterrohrrahmens eines Kraftfahrzeugs,
2 eine vergrößerte teils geschnittene perspektivische Darstellung einer Halte- und Fixiereinheit und
3 eine Querschnittsdarstellung der Halte- und Fixiereinheit gemäß 2, geschnitten in Fahrzeuglängs- und Querrichtung.
1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Quer- oder Grundträger 18 eines Kraftfahrzeugs und seine Anordnung an einer Kraftfahrzeugtragstruktur 10. Der in 1 schematisch gezeigte Gitterrohrahmen ist lediglich beispielhaft. Die Anordnung des Quer- oder Grundträgers kann universell auf nahezu beliebig ausgebildete Fahrzeugkarosserien übertragen werden. Die Tragstruktur, bzw. die Karosserie weist typischerweise in Fahrzeugquerrichtung (y) voneinander beabstandete und gegenüberliegende A-Säulen 12, 14 auf, an welchen der Grundträger 18 mit an seinen freien Enden vorgesehenen flanschartig ausgebildeten Befestigungsabschnitten 22, 24 fest verschraubt oder anderweitig fest verbunden werden kann.
Der dargestellte Grundträger 18 weist insgesamt drei geradlinig verlaufende hohlprofilartige Abschnitte, nämlich einen inneren Grund- oder Querträgerabschnitt 20 und zwei links und rechts davon zu liegende kommende äußere Querträgerabschnitte 26, 28 auf. Während der innere Querträgerabschnitt 20 im Wesentlichen parallel zur Fahrzeugquerrichtung bzw. senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung (x) ausgerichtet ist, verlaufen die beiden äußeren Querträgerabschnitte 26, 28 in einem Winkel zur Fahrzeugquerrichtung (y). In den beiden Übergangsbereichen zwischen dem inneren Querträgerabschnitt 20 und den beiden äußeren Querträgerabschnitten 26, 28 weist der Grundträger 18 eine entsprechende Krümmung auf.
Am mittleren Querträgerabschnitt 20 ist ein konsolenartig ausgebildetes Befestigungs- und Halteteil 38 befestigt, welches beispielsweise eine Lenksäulenaufnahme 44 aufweist. Das Befestigungs- und Halterteil 38 ist über Befestigungsstreben 40, 42 fest mit dem Grundträger 18 verbunden. Das Befestigungs- und Halteteil 38 ist den Fahrzeuginsassen zugewandt am Grundträger 18 befestigt. Aufgrund seiner kürzeren Quererstreckung im Vergleich zum Grundträger 18 und aufgrund der bereichsweise gebogenen Außenkontur des Grundträgers 18 befindet sich zwischen den in Querrichtung liegenden freien Endabschnitten des Befestigungs- und Halterteils 38 und den Befestigungsabschnitten 22, 24 des Grundträgers 18 ein Freiraum.
An der der Fahrgastzelle abgewandten Seite des Grundträgers 18 ist im Bereich der äußeren Querträgerabschnitte 26, 28 jeweils ein Versteifungselement 34, 36 angeordnet. Das Versteifungselement bildet einen im Wesentlichen rechten Winkel und erstreckt sich mit einem Schenkel 37 im Wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung und mit einem über einen Bogenabschnitt damit verbundenen Schenkel 39 im Wesentlichen parallel zur Fahrzeugquerrichtung. Die Schenkelenden sind jeweils fest mit dem zugeordneten äußeren Querträgerabschnitt 26, 28 verbunden.
So ist beispielsweise vorgesehen, dass der in Fahrzeugquerrichtung erstreckende Schenkel 39 an den Krümmungsbereich zwischen innerem Querträgerabschnitt 20 und äußerem Querträgerabschnitt 28 angrenzt, während das Ende des anderen Schenkels 37 am äußeren Querträgerabschnitt 28 unmittelbar angrenzend an den Befestigungsabschnitt 24 zu liegen kommt.
Die Versteifungselemente 34, 36 sind mittels einer Halte- und Fixiereinheit 30, 32 mit dem Gitterrohrrahmen 10, der Karosserie, oder allgemein mit der Tragstruktur des Kraftfahrzeugs verbunden. Sie stellen bei der Vormontage eine Zentrier- und Montagehilfe zur Verfügung bis der Grundträger 18 mittels seinen flanschartig ausgebildeten Befestigungsabschnitten 22, 24 beispielsweise an den gegenüberliegenden A-Säulen 12, 14 der Karosserie 10 befestigt ist.
Darüber hinaus stellt die Halte- und Fixiereinheit 30, 32 ein form- und/oder kraftschlüssiges Verbindungsmittel zwischen dem Grundträger 18 und dem Gitterrohrrahmen 10 zur Verfügung, welches beabstandet von den eigentlichen Befestigungsabschnitten 22, 24 angeordnet ist und eine zusätzliche Kopplung und Fixierung von Grundträger 18 und Rahmen 10 zur Verfügung stellt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es in den 2 und 3 detaillierter dargestellt ist, weist die Halte- und Fixiereinheit 30, 32 karosserieseitig zwei Aufnahmeteile 46, 48 und grundträgerseitig einen Zapfen 50 auf, welcher dazu ausgebildet ist, in oder durch jene an den Aufnahmeteilen 46, 48 ausgebildeten Durchgangsöffnungen 60, 62 ein- oder hindurchgeführt zu werden.
Die Darstellung gemäß 2 gibt eine teils geschnittene Ansicht der beiden Aufnahmeteile 46, 48 wieder. Diese sind mit ihrer dem Versteifungselement 36 abgewandten Seite fest mit dem Rahmen 10 verbunden, etwa damit verschweißt. Naturgemäß ist auch eine umgekehrte Anordnung von Zapfen 50 und Aufnahmeteilen 46, 48 denkbar, bei welcher der Zapfen 50 an dem Rahmen 10 und die Aufnahmeteile 46, 48 am Grund- oder Querträger 18 angeordnet sind.
Die beiden Aufnahmeteile 46, 48 weisen fluchtend, bzw. zentrisch zueinander angeordnete Durchgangsöffnungen 60, 62 zur Aufnahme des Zapfens 50 auf, wie dies in der Querschnittsdarstellung gemäß 3 gezeigt ist. Dabei kann der lichte Durchmesser der Durchgangsöffnungen 60, 62 unterschiedlich ausgestaltet sein. So ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel vorgesehen, den Durchmesser der am Aufnahmeteil 46 vorgesehenen Durchgangsöffnung kleiner auszubilden als den Durchmesser 62 der Durchgangsöffnung des in Einführrichtung (x) hinten liegenden Aufnahmeteils 48. Dies erfüllt den Zweck, dass der in einem vorderen Bolzenabschnitt 56 radial dicker ausgebildete Bolzen oder Zapfen 50 beim Montageprozess ungehindert bzw. möglichst leichtgängig und vollständig durch die Durchgangsöffnung 72 des hinteren Aufnahmeteils 48 hindurchgeführt und hiernach fest oder gleitend an dem in Einführrichtung vorn liegenden Aufnahmeteil 46 gehalten werden kann.
Der in Einführrichtung hinten liegende radial verjüngte Bolzenabschnitt 57 geht stufenartig in den vorderen radial verbreiterten Bolzenabschnitt 56 über. Der dadurch gebildete radiale Absatz 64 ist dazu vorgesehen, mit einem in Einführrichtung hochgestellten Randabschnitt 68 des hinteren Aufnahmeteils 48 zur Bildung einer formschlüssigen Verbindung zusammenzuwirken, sobald eines oder beide Aufnahmeteile 46, 48 und/oder der Bolzen 50 infolge externer Krafteinwirkung einer Verformung unterliegen. Auch weist das in Aufschiebrichtung (x) vorn liegende Aufnahmeteil 46 angrenzend an seine Durchgangsöffnung 60 einen in Aufschiebrichtung hochgestellten bzw. umgebogenen Öffnungsrand 66 auf, welcher eine Auflage für den Zapfen 50 bildet.
Der radiale Absatz 64 dient gewissermaßen als Hinterschneidung, die ein Herausziehen des Zapfens 50 aus dem Aufnahmeteil 48, insbesondere bei auftretenden Verformungen, verhindern soll. Auf diese Art und Weise wird erst dann eine zusätzliche kraft- und/oder formschlüssige Verbindung, bzw. Fixierung von Grundträger 18 und Rahmen 10 geschaffen, wenn etwa bedingt durch einen Seitenaufprall besonders starke Verformungskräfte auf die Halte- und Fixiereinheit und deren Einzelkomponenten auftreten.
Die beiden Aufnahmeteile 46, 48 sind ineinander geschachtelt angeordnet. Es ist insbesondere vorgesehen, das hintere Aufnahmeteil 48 gänzlich innerhalb des äußeren, bzw. vorderen Aufnahmeteils 46 anzuordnen. Auch ist vorgesehen, dass beide Aufnahmeteile 46, 48 einen sich im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Durchgangsöffnungen 60, 62 erstreckenden umlaufenden Randabschnitt 72, 74 aufweisen, wobei durch die ineinandergeschachtelte Anordnung der Aufnahmeteile jene Randabschnitte 72, 74 nahezu vollflächig aneinander anliegen. Auf diese Art und Weise kann die Struktursteifigkeit beider Aufnahmeteile 46, 48 in vorteilhafter Weise erhöht werden.
Die beiden Aufnahmeteile 46, 48 als auch der Zapfen 50 sind aus einem formstabilen Material, insbesondere Stahl oder einem vergleichbaren Metall gefertigt. Der Zapfen 50 ist darüber hinaus über ein Zwischenstück 52 an einem Schenkel 37 des Versteifungselements 36 angeordnet. Das Zwischenstück 52 weist eine platten- oder flanschartige Außenkontur auf und hat ferner eine in Einführrichtung (x) hin offene Ausnehmung 54, in welcher die beiden Aufnahmeteile 46, 48 mit ihren Randabschnitten 72, 74 in der in 3 gezeigten Vormontageposition zu liegen kommen.
Die Tiefe der Ausnehmung 54 und die Erstreckung der Randabschnitte 72, 74 bestimmen einen maximalen Verschiebeweg des Bolzens 50 gegenüber den beiden Aufnahmeteilen 46, 48. Insbesondere bildet die Ausnehmung 54 einen Endanschlag für die Einführ- bzw. Aufschiebbewegung des Grundträgers 18 gegenüber den Aufnahmeteilen 46, 48 und somit gegenüber dem Rahmen 10.
Darüber hinaus weist der Zapfen 50 angrenzend an die Ausnehmung 54 einen Vorsprung 70 auf, mit welcher der Zapfen 50 innenseitig an den Randabschnitt 72 des inneren Aufnahmeteils 48 in der Vormontagestellung zur Anlage gelangen kann.
Der Zapfen 50 weist ferner an seinem in Aufschiebrichtung (x) vorn liegenden Endabschnitt eine Einführschräge bzw. eine Zentrierspitze 58 auf, mittels welcher der Zapfen 50 mitsamt dem damit verbundenen Grundträger 18 beim Einführen in die an den Aufnahmeteilen 46, 48 ausgebildeten Durchgangsöffnungen 60, 62 in der Ebene senkrecht zur Einführrichtung (x) zentriert, ausgerichtet und justiert werden kann.

10: Rahmen
12: A-Säule
14: A-Säule
18: Grundträger
20: Querträgerabschnitt
22: Befestigungsabschnitt
24: Befestigungsabschnitt
26: äußerer Querträgerabschnitt
28: äußerer Querträgerabschnitt
30: Halte- und Fixiereinheit
32: Halte- und Fixiereinheit
34: Versteifungselement
36: Versteifungselement
37: Schenkel
38: Befestigungs- und Halteteil
39: Schenkel
40: Befestigungsstrebe
42: Befestigungsstrebe
44: Lenksäulenaufnahme
46: Aufnahmeteil
48: Aufnahmeteil
50: Halte- und Zentrierzapfen
52: Zwischenstück
54: Ausnehmung
56: Bolzenabschnitt
57: Bolzenabschnitt
58: Einführschräge/Zentrierspitze
60: Durchgangsöffnung
62: Durchgangsöffnung
64: Absatz
66: Randabschnitt
68: Randabschnitt
70: Vorsprung
72: Randabschnitt
74: Randabschnitt

Claims

Querträgeranordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem zumindest abschnittsweise gekrümmt verlaufenden Grundträger (18), welcher einander gegenüberliegende Befestigungsabschnitte (22, 24) zur Befestigung an einer Kraftfahrzeugtragstruktur (10) aufweist, gekennzeichnet durch zumindest eine außerhalb der Befestigungsabschnitte (22, 24) angeordnete Halte- und Fixiereinheit (30, 32), welche dazu ausgebildet ist, den Grundträger (18) bei der Montage in einer Vormontageposition an der Tragstruktur (10) zu halten und bei Auftreten von auf das Fahrzeug, die Tragstruktur (10) und/oder den Grundträger (18) einwirkenden Verformungskräften einen außerhalb des Befestigungsabschnitts (22, 24) liegenden Bereich des Grundträgers (18), bezogen auf die Tragstruktur (10), zu fixieren.
Querträgeranordnung gemäß Anspruch 1, wobei die Halte- und Fixiereinheit (30, 32) miteinander zusammenwirkende, an der Tragstruktur (10) und am Grundträger (18) angeordnete Formschlussmittel (46, 48, 50) aufweist.
Querträgeranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halte- und Fixiereinheit (30, 32) zumindest ein Aufnahmeteil (46, 48) und einen in das Aufnahmeteil (46, 48) einführbaren oder durch das Aufnahmeteil (46, 48) hindurchführbaren Zapfen (50) aufweist.
Querträgeranordnung nach Anspruch 3, wobei die Halte- und Fixiereinheit (30, 32) zumindest zwei Aufnahmeteile (46, 48) mit jeweils einer Durchgangsöffnung (60, 62) für den Zapfen (50) aufweist.
Querträgeranordnung nach Patentanspruch 4, wobei die Durchgangsöffnungen (60, 62) in Einführrichtung des Zapfens (50) gesehen, zueinander fluchtend und/oder zentriert zueinander angeordnet sind.
Querträgeranordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 3 bis 5, wobei der Zapfen (50) und zumindest eines der Aufnahmeteile (48) einander korrespondierende Halte- oder Rastmittel (64, 68) aufweisen, die ein Herausbewegen des Zapfens (50) aus dem Aufnahmeteil (48) entgegen der Einführrichtung verhindern.
Querträgeranordnung nach Anspruch 6, wobei der Zapfen (50) einen in Einführrichtung vorn liegenden Abschnitt (56) mit einem größeren Durchmesser als in einem in Einführrichtung dahinter liegenden verjüngten Abschnitt (57) aufweist und wobei der Übergangsbereich (64) zwischen diesen Abschnitten (56, 57) als radialer Anschlag (64) ausgebildet ist.
Querträgeranordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 3 bis 7, wobei zumindest eines der Aufnahmeteile (46, 48) angrenzend an eine Durchgangsöffnung (60, 62) einen in Einführrichtung verformten, bzw. umgebogenen Öffnungsrand (66, 68) aufweist.
Querträgeranordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 3 bis 8, wobei zumindest eines der beiden Aufnahmeteile (48) zumindest bereichsweise innerhalb des anderen Aufnahmeteils (46) angeordnet ist.
Querträgeranordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 3 bis 9, wobei zumindest eines der Aufnahmeteile (46, 48) als Blechformteil ausgebildet ist und einen sich im Wesentlichen parallel zur Einführrichtung verlaufenden Randabschnitt (72, 74) aufweist.
Querträgeranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halte- und Fixiereinheit (30, 32) an einem schräg bzw. senkrecht zur Fahrzeugquerachse verlaufenden Abschnitt (37) des Grundträgers (18) oder an einem am Grundträger (18) befestigten Verstärkungselement (36, 38) angeordnet ist.
Querträgeranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 11, wobei der Zapfen (50) mittels eines Zwischenstücks (52) am Grundträger (18) oder an einem am Grundträger (18) angeordneten Verstärkungselement (36, 38) angeordnet ist, wobei das Zwischenstück (52) eine in Einführrichtung offene Ausnehmung (54) aufweist, welche zur Aufnahme zumindest eines Randabschnitts (72, 74) eines Aufnahmeteils (46, 48) ausgebildet ist.
Querträgeranordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 3 bis 12, wobei der Zapfen (50) an seinem in Einführrichtung vorn liegenden Endabschnitt eine Einführschräge (58) oder eine Zentrierspitze aufweist.
Querträgeranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 13, wobei die Aufnahmeteile (46, 48) bzw. der Zapfen (50) derart ausgebildet und zueinander angeordnet sind, dass sie sich bei einer über einem vorgegebenen Schwellwert liegenden Krafteinwirkung derart verformen und/oder derart zueinander verschieben oder ausrichten, dass der Zapfen (50) form- und/oder kraftschlüssig an zumindest einem der Aufnahmeteile (46, 48) fixiert ist.