DE102011081404A1

DE102011081404A1 - Karosserie eines Kraftfahrzeugs mit einem Gussträger

Info

Publication number: DE102011081404A1
Application number: DE102011081404A
Authority: DE
Inventors: Robert Dünisch; Norbert Wendland; Benjamin Koch; Helmut Gottmann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2011-08-23
Filing date: 2011-08-23
Publication date: 2013-02-28

Abstract

Es ist ein Träger einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs bekannt, der einen Seitenschweller mit einem Hecklängsträger verbindet. Der Träger ist als Gussbauteil ausgebildet, das einen C-förmigen Querschnitt aufweist, der zur Fahrzeugseite hin offen ist. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, die aus möglichst wenigen Einzelteilen besteht. Erfindungsgemäß ist bei einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs ein Seitenschweller über einen Gussträger (1) mit einem Hecklängsträger (2) verbunden. Der vordere Abschnitt des Hecklängsträgers (2) ist formschlüssig über den hinteren Endbereich (3) des Gussträgers (1) geschoben. Dabei weist der Gussträger (1) eine einteilig angegossene Nase (4) auf, die in Fahrzeuglängsrichtung (x) einen Anschlag für den auf den Gussträger (1) aufgeschobenen Hecklängsträger (2) bildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs mit einem Gussträger nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 10 2007 006 722 A1 ist ein Träger einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs bekannt, der einen Seitenschweller mit einem Hecklängsträger verbindet. Der Träger ist als Gussbauteil ausgebildet, das einen C-förmigen Querschnitt aufweist, der zur Fahrzeugseite hin offen ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, die aus möglichst wenigen Einzelteilen besteht.
Diese Aufgabe wird mit einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs mit einem Gussträger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist bei einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs ein Seitenschweller über einen Gussträger mit einem Hecklängsträger verbunden. Der Seitenschweller bildet die untere seitliche Begrenzung des Fahrgastraums zwischen einem vorderen und einem hinteren Radhaus. Der Hecklängsträger erstreckt sich in Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Fahrgastraum nach hinten und dient zur Aufnahme eines hinteren Stoßfängers. Entsprechend muss er bei einem Crash hohe über den Stoßfänger eingeleitete Kräfte aufnehmen können. Der Gussträger verbindet den vorderen Abschnitt des Hecklängsträger mit dem hinteren Endbereich des Seitenschwellers. Der Einsatz eines Gussträgers ersetzt den Verbau zahlreicher einzelner Blechbauteile, die bei einer konventionellen Fahrzeugkarosserie, die ausschließlich aus Blechbauteilen besteht, die Verbindung zwischen dem Hecklängsträger und dem Seitenschweller bilden. Der Hecklängsträger besteht aus zwei Blechschalen, die in Schalenbauweise miteinander verbunden sind. Die beiden Blechschalen sind also über zwei Flansche miteinander verbunden und umschließen im Querschnitt gesehen einen gemeinsamen Hohlraum. Der vordere Abschnitt des Hecklängsträgers ist formschlüssig über den hinteren Endbereich des Gussträgers geschoben. Dabei weist der Gussträger eine angegossene Nase auf, die in Fahrzeuglängsrichtung einen Anschlag für den auf den Gussträger aufgeschobenen Hecklängsträger bildet. Diese Nase dient bei der Montage zur genauen Positionierung des Hecklängsträgers auf dem Gussträger in Fahrzeuglängsrichtung.
Bevorzugt erstreckt sich die Nase senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung zumindest teilweise umlaufend um den hinteren Endbereich des Gussträgers herum. Idealerweise bildet sie einen geschlossenen Ring um den hinteren Endbereich des Gussträgers herum.
Die Nase ist dabei günstigerweise so ausgelegt, dass sie hohe Kräfte in Fahrzeuglängsrichtung vom Hecklängsträger in den Gussträger übertragen kann. Auf diese Weise können die hohen Kräfte, die bei einem Crash über den Stoßfänger in den Hecklängsträger eingeleitet werden, über die Nase in den Gussträger übertragen werden. Die Übertragung erfolgt formschlüssig über die Nase, sodass die Beanspruchung der Schrauben, Nieten, Schweißpunkte, Verklebungen, etc. zwischen dem Hecklängsträger und dem Gussträger gemindert wird. Dies ist eine sehr einfache und prozesssichere Art der Kraftübertragung, die mit keinem Zusatzaufwand verbunden ist. Insbesondere wenn der Gussträger aus einem Leichtmetall und der Hecklängsträger aus einem Eisenwerkstoff bestehen ist die Übertragung der Kräfte über einen Formschluss von großem Vorteil, da die Verbindungstechniken zwischen Bauteilen aus unterschiedlichen Werkstoffen ziemlich aufwendig sind, da auf Korrosionsschutz geachtet werden muss und nicht alle Werkstoffpaarungen sich so verbinden lassen, dass auch hohe Kräfte übertragen werden können.
Die Nase ermöglicht eine sehr effektive, formschlüssige Kraftübertragung in Fahrzeuglängsrichtung vom Hecklängsträger zum Gussträger, ohne dass hierfür zusätzliche Bauteile erforderlich sind.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im Folgenden näher beschrieben wird. Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellungsweise einen Schnitt durch den hinteren Endbereich eines Gussträgers, der einen Seitenschweller mit einem Hecklängsträger verbindet.
In der Figur ist ein Gussträger 1 dargestellt, der als tragendes Bauteil einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs einen Seitenschweller mit einem Hecklängsträger 2 verbindet. Der Seitenschweller bildet die seitliche untere Begrenzung eines Fahrgastraums des Kraftfahrzeugs. Er erstreckt sich in Fahrzeuglängsrichtung x zwischen einem vorderen und einem hinteren Radhaus. Der Gussträger 1 ist mit einem – in Fahrzeuglängsrichtung x gesehen – hinteren Bereich des Seitenschwellers verbunden und erstreckt sich entlang des hinteren Radhauses nach hinten. Der hintere Endbereich 3 des Gussträgers 1 ist mit dem vorderen Abschnitt des Hecklängsträgers 2 verbunden. Der Hecklängsträger 2 erstreckt sich als tragendes Karosseriebauteil hinter dem Fahrgastraum von dem Gussträger 1 aus in Fahrzeuglängsrichtung x nach hinten. An seinem hinteren Ende ist ein hinterer Stoßfänger angebunden.
Der Gussträger 1 ist ein Druckgussbauteil aus einer Leichtmetalllegierung. Derartige Druckgussbauteile weisen eine hohe Maßgenauigkeit auf und bieten die Möglichkeit, zahlreiche Anbauteile und/oder Halter für Anbauteile einteilig zu integrieren. Gegenüber einer klassischen Karosserie, die nur aus Blechbauteilen besteht, trägt der Gussträger 1 damit erheblich dazu bei, die Zahl der Einzelteile der Karosserie zu reduzieren. Damit verbunden ist auch eine Gewichtsreduzierung der Karosserie. Der Hecklängsträger 2 dagegen besteht in Blechschalenbauweise klassisch aus zwei miteinander verschweißten Blechschalen, die im Querschnitt gesehen einen gemeinsamen Hohlraum umschließen. Die beiden Blechschalen bestehen aus tiefgezogenen Stahlblechen, die miteinander punktverschweißt sind.
Der hintere Endbereich 3 des Gussträgers 1 weist einen äußeren Querschnitt auf, der dem Querschnitt des Hohlraums des Hecklängsträgers 2 entspricht. Entsprechend kann der vordere Abschnitt des Hecklängsträgers 2 formschlüssig über den hinteren Endbereich 3 des Gussträgers geschoben werden.
Der Gussträger 1 weist am vorderen Ende des hinteren Endbereichs 3 eine um den gesamten hinteren Endbereich 3 ringförmig umlaufende, einteilig angegossene Nase 4 auf. Diese Nase 4 weist einen kurzen Schenkel 5 und einen langen Schenkel 6 auf. Dabei steht der kurze Schenkel 5 senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung x von dem hinteren Endbereich 3 des Gussträgers 1 ab. Der lange Schenkel 6 stützt den kurzen Schenkel 5 in Fahrzeuglängsrichtung x nach vorne ab.
Diese Nase 4 dient zum einen in der Fertigung zur genauen Positionierung des Hecklängsträgers 2 in Fahrzeuglängsrichtung x relativ zum Gussträger 1. Bei einem Crash dient die Nase 4 zum anderen zum Übertragen hoher in Fahrzeuglängsrichtung x wirkender Kräfte vom Hecklängsträger 2 in den Gussträger 1. Insbesondere bei einem Heckcrash werden hohe Kräfte in Fahrzeuglängsrichtung x über den hinteren Stoßfänger in den Hecklängsträger 2 eingebracht. Durch die umlaufende Nase 4 werden diese Kräfte zumindest teilweise in den Gussträger 1 eingeleitet.
Der auf den hinteren Endbereich 3 des Gussträgers 1 bis zur Nase 4 aufgeschobene Hecklängsträger 2 ist mit diesem fest verbunden. Allerdings haben derartige Verbindungen zweier Bauteile aus unterschiedlichen Werkstoffen (Gussträger 1 aus einer Leichtmetalllegierung 1 Hecklängsträger 2 aus Stahlblechen) stets den Nachteil, dass sie relativ aufwendig herzustellen sind und meist keine so hohe Festigkeit aufweisen, wie Verbindungen zweier Bauteile aus gleichen Werkstoffen. In diesem Fall ist der hintere Endbereich 3 des Gussträgers 1 mit dem Hecklängsträger 2 verklebt und zusätzlich durch mechanische Verbindungselemente fixiert. Die über die alltägliche Belastung hinausgehende Crashlast wird durch die formschlüssige Nase aufgenommen. Damit ermöglicht die Nase 4 hier eine Verbindung des Gussträgers 1 aus einem Leichtmetall mit einem Hecklängsträger 2 aus Stahlblechen. Ohne die Nase 4 wäre der Einsatz eines Eisenwerkstoffs für den Hecklängsträger 2 kaum denkbar. Die Nase 4 nimmt einen Großteil der hohen, bei einem Crash in Fahrzeuglängsrichtung x wirkenden Kräfte auf, sodass die Klebeverbindung nicht diesen hohen Kräften standhalten muss. Somit sind unterschiedliche Werkstoffe hier einsetzbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007006722 A1 [0002]

Claims

Karosserie eines Kraftfahrzeugs mit einem Gussträger (1), der einen Seitenschweller mit einem Hecklängsträger (2) verbindet, der in Blechschalenbauweise aus zwei Blechschalen gebildet ist, wobei sich der Hecklängsträger (2) in Fahrzeuglängsrichtung (x) erstreckt und an einen hinteren Endbereich (3) des Gussträgers (1) angebunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Abschnitt des Hecklängsträgers (2) formschlüssig über den hinteren Endbereich (3) des Gussträgers (1) in Fahrzeuglängsrichtung (x) geschoben ist, wobei der Gussträger (1) eine angegossene Nase (4) aufweist, die in Fahrzeuglängsrichtung (x) einen Anschlag für den auf den Gussträger (1) aufgeschobenen Hecklängsträger (2) bildet.
Karosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nase (4) im Querschnitt gesehen einen kurzen Schenkel (5) und einen langen Schenkel (6) aufweist, wobei an dem kurzen Schenkel (5) der Hecklängsträger (2) anlegt, und der langen Schenkel (6) den kurzen Schenkel (5) in Fahrzeuglängsrichtung (x) abstützt und sich in Fahrzeuglängsrichtung (x) vom kurzen Schenkel (5) aus nach vorne erstreckt.
Karosserie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der kurze Schenkel (5) senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung (x) erstreckt.
Karosserie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Nase (4) senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung (x) zumindest teilweise umlaufend um den hinteren Endbereich (3) des Gussträgers (1) herum erstreckt.
Karosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gussträger (1) aus einem Leichtmetall besteht, während der Hecklängsträger (2) aus einem Eisenwerkstoff besteht.
Karosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nase (4) so ausgelegt ist, dass sie hohe Kräfte in Fahrzeuglängsrichtung (x) vom Hecklängsträger (2) in den Gussträger (1) übertragen kann.