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Die Erfindung betrifft ein Domelement für eine Personenkraftwagenkarosserie gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die
DE 10 2004 043 339 A1 offenbart ein Gussteil für eine Kraftfahrzeugkarosserie, wobei das Gussteil zumindest einen oberen Teil eines Federdoms bildet, der im Übrigen als Blechformteil ausgebildet ist und über welchen sich eine Stoßdämpfereinrichtung an der Kraftfahrzeugkarosserie abstützt.
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Der
DE 10 2006 033 770 A1 ist ein Verbund aus mindestens einem Leichtmetallgussbauteil und mindestens einem Stahlbauteil als bekannt zu entnehmen. Das Stahlbauteil ist dabei verzinkt und teilweise in das Leichtmetallgussbauteil eingegossen. Das Gussbauteil kann dabei als Federbeinaufnahme ausgebildet sein. Zur Verbindung der Federbeinaufnahme mit einem Motorträger sind in die Federbeinaufnahme mehrere Stahlbauteile teilweise eingegossen, die eine metallurgisch kraftschlüssige Verbindung mit der Federbeinaufnahme bilden.
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Es hat sich gezeigt, dass sich durch das Herstellen von Federbeindomen mittels Gießverfahren eine Vielzahl von Blechen in ein steifes Einzelteil integrieren lassen. Jedoch sind Belastungen innerhalb eines solchen Federbeindoms in verschiedenen Bereichen sehr unterschiedlich. Diesen unterschiedlichen Belastungen und daraus resultierenden unterschiedlichen Anforderungen kann der als Gussbauteil ausgebildete Federbeindom über unterschiedliche Wanddicken und Rippen in lediglich gewissen Grenzen gerecht werden.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Domelement für eine Personenkraftfahrzeugkarosserie bereitzustellen, welches eine hohe Robustheit gegenüber Belastungen sowie geringe Herstellkosten aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Domelement für eine Personenkraftfahrzeugkarosserie mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Ein solches Domelement für eine Personenkraftwagenkarosserie umfasst einen Abstützteil zum wenigstens mittelbaren Abstützen eines Feder- und/oder Dämpferelements. Mit anderen Worten kann das Feder- und/oder Dämpferelement zumindest mittelbar über den Abstützteil am Domelement und darüber an der Personen kraftwagenkarosserie abgestützt werden. Das Domelement umfasst ein mittels eines Gießverfahrens hergestelltes Gussbauteil sowie wenigstens ein Zusatzbauteil, welches mittels des Gießverfahrens in das Gussbauteil integriert ist.
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Erfindungsgemäß ist das Zusatzbauteil als Verstärkungselement ausgebildet und im Bereich des Abstützteils angeordnet. Mittels des als Verstärkungselement ausgebildeten Zusatzbauteils ist das Domelement lokal im Bereich des Abstützteils verstärkt. So ist es möglich, das Gussbauteil insbesondere mittels eines Druckgussverfahrens und somit wirtschaftlich und kostengünstig herzustellen und gleichzeitig robust gegenüber Belastungen auszubilden.
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Beim Druckgießen können beispielsweise Wanddicken von größer als 7 mm (Millimeter) aufgrund des Auftretens von Lunkern nur sehr bedingt prozesssicher dargestellt werden. Bei anderweitigen Gießverfahren sind zwar besonders dicke Wandstärken darstellbar, was vorteilhaft für relativ stark belastete Bereiche des Domelements ist, bei diesen anderweitigen Gießverfahren sind jedoch Mindestwanddicken einzuhalten, die in den relativ gering belasteten Bereichen unerwünscht dicke Wandstärken bedingen, die wiederum zu einem erhöhten Gewicht führen.
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Das erfindungsgemäße Domelement kann nun in Bereichen relativ geringer Belastung mit nur geringen Wandstärken und somit kosten- und gewichtsgünstig ausgebildet und mittels des Verstärkungselements lokal im Bereich des Abstützteils und somit in einem Kopfbereich, in welchem das Feder- und/oder Dämpferbeinelement zumindest mittelbar an dem Domelement abzustützen ist, gewichts- und kostengünstig verstärkt werden. Ferner ist es bei dem erfindungsgemäßen Domelement insbesondere möglich, das Gussbauteil zeit- und kostengünstig mittels des Druckgussverfahrens und dadurch mit nur sehr geringen Wandstärken auszubilden und lokal mittels des Verstärkungselements zu verstärken. Das Domelement weist zudem eine hohe Bauteilintegration auf, wobei zusätzliche Fügeoperationen und/oder weitere Bauteile zur Verstärkung nicht erforderlich und vorzugsweise auch nicht vorgesehen sind.
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Das Verstärkungselement ist zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend, in das Gussbauteil eingegossen. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Gussbauteil zumindest bereichsweise an das Verstärkungselement angegossen ist. Das zumindest bereichsweise Eingießen birgt dabei den Vorteil, dass eine Kontaktkorrosion vermieden beziehungsweise die Gefahr einer solchen Kontaktkorrosion besonders gering gehalten werden kann.
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Gegenüber einem reinen Gussbauteil als das Domelement weist das erfindungsgemäße Domelement den Vorteil auf, dass Verputzumfänge im Kopfbereich infolge von verfahrensbedingten Brandrissabzeichnungen eines Werkzeugs zum Durchführen des Druckgussverfahrens entfallen können. Dies ist insbesondere der Fall, wenn, wie es bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist, der Abstützteil des Domelements durch das Verstärkungselement gebildet ist. Mit anderen Worten ragt das Verstärkungselement in zumindest einem Teilbereich aus dem Gussbauteil heraus, wobei das Verstärkungselement in dem Teilbereich als der Abstützteil des Domelements fungiert. Dabei stellt das Verstärkungselement beispielsweise eine Abstützfläche bereit, an welcher das Feder- und/oder Dämpferelement zumindest mittelbar abzustützen ist.
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Die Abstützfläche stellt eine Auflage für ein Kopflager dar, über die das Feder- und/oder Dämpferelement am Domelement abgestützt werden kann. Zur Verbindung des Gussbauteils mit dem Verstärkungselement ist beispielsweise ein Form- und/oder ein Kraftschluss vorgesehen. Dadurch ist eine Verbundgussverbindung realisiert, bei welcher das Verstärkungselement besonders fest mit dem Gussbauteil verbunden ist.
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Das Verstärkungselement ist beispielsweise als Blechbauteil oder als Tiefziehteil oder als Strangpressprofil oder als Schmiedeteil oder auf anderweitige Weise ausgebildet. Als Werkstoff für das Verstärkungselement ist beispielsweise ein Leichtmetall, insbesondere eine Leichtmetalllegierung wie beispielsweise Aluminium oder ein Stahl vorgesehen.
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Bei besonders vorteilhaften Ausführungsformen ist das Verstärkungselement aus Stahlblech hergestellt und vorzugsweise als einfaches Tiefziehteil ausgebildet, oder als Aluminium-Schmiedeteil ausgebildet. Bei einer weiteren Ausführungsvariante ist das Verstärkungsteil scheibenförmig ausgebildet beziehungsweise von einer Scheibe gebildet, welche vorzugsweise von einem Aluminium-Strangpressprofil gebildet ist.
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Ist das Verstärkungselement zumindest im Wesentlichen aus Aluminium, insbesondere einer Aluminiumlegierung, gebildet, so ist bei dem zumindest teilweise eingegossenen und zumindest im Wesentlichen aus Aluminium gebildeten Verstärkungselement vorteilhafterweise ein Stoffschluss vorgesehen, über den das Verstärkungselement mit dem Gussbauteil verbunden ist. Dabei kann das Aluminium-Verstärkungselement grundsätzliches durch Pressen, Schmieden und/oder Strangpressen hergestellt beziehungsweise bearbeitet sein.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Perspektivansicht eines Domelements für eine Personenkraftwagenkarosserie mit einem Abstützteil zum wenigstens mittelbaren Abstützen eines Feder- und/oder Dämpferelements, mit einem mittels eines Gießverfahrens hergestellten Gussbauteil und mit wenigstens einem Verstärkungselement als Zusatzbauteil, welches im Bereich des Abstützteils angeordnet ist und durch welches das Domelement im Bereich des Abstützteils lokal verstärkt ist;
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2 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht des Domelements gemäß 1;
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3 eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform des Domelements gemäß den 1 und 2;
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4 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Domelements gemäß 3;
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5 ausschnittsweise eine weitere vergrößerte Schnittansicht des Domelements gemäß 4;
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6 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Domelements gemäß den 4 und 5;
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7 ausschnittsweise eine weitere schematische und vergrößerte Schnittansicht des Domelements gemäß 6;
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8 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Domelements gemäß den 4 bis 7;
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9 ausschnittsweise eine weitere schematische und vergrößerte Schnittansicht des Domelements gemäß 8;
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10 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Domelements gemäß den 4 bis 9;
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11 eine schematische Draufsicht des Domelements gemäß 10;
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12 ausschnittsweise eine weitere schematische und vergrößerte Schnittansicht des Domelements gemäß den 10 und 11;
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13 eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform des Verstärkungselements gemäß den 4 bis 12;
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14 eine schematische Schnittansicht des Verstärkungselements gemäß 13;
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15 eine schematische Draufsicht einer weiteren Ausführungsform des Verstärkungselements gemäß den 13 und 14;
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16 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Verstärkungselements gemäß den 13 bis 15; und
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17 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Verstärkungselements gemäß den 13 bis 16.
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Die 1 und 2 zeigen ein Domelement 10 für eine Personenkraftwagenkarosserie, welches beispielsweise als Federbeindom oder Dämpferbeindom fungiert. An dem Domelement 10 ist entsprechend ein Feder- und/oder Dämpferelement, d. h. ein Federbein oder ein Dämpferbein, abzustützen.
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Das Domelement 10 weist einen sogenannten Kopfbereich 12 auf, welcher durch einen Abstützteil 14 des Domelements 10 gebildet ist. An dem Abstützteil 14 ist das Feder- und/oder Dämpferelement zumindest mittelbar am Domelement 10 abzustützen. In der 1 ist ein Bereich 16 angedeutet, über welchen der Abstützteil 14 an der Personenkraftwagenkarosserie zu befestigen und abzustützen ist. Von dem Feder- und/oder Dämpferelement auf das Domelement 10 wirkende Kräfte (Belastungen) werden über den Abstützteil 14 in das Domelement 10 eingeleitet und über den Bereich 16 in die Personenkraftwagenkarosserie abgeleitet. Daraus ist es ersichtlich, dass der Abstützteil 14 einen Bereich relativ hoher Belastung darstellt, während der Bereich 14 einen Bereich mit demgegenüber geringeren Belastungen darstellt. Die 1 und 2 zeigen das Domelement 10 zunächst ohne Verstärkungselement 18 (3) zur Veranschaulichung der Funktion des Domelements 10. Der Abstützteil 14 des Domelements 10 weist dabei eine Auflagefläche 17 auf, über welche ein sogenanntes Kopflager am Domelement 10 abzustützen ist. Über das Kopflager wiederum ist das Feder- und/oder Dämpferelement am Abstützteil 14 und darüber am Domelement 10 abzustützen.
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Um nun die Wandstärken und damit das Gewicht und die Kosten des Domelements 10 gering zu halten, umfasst das Domelement 10 ein Druckgussbauteil 20, welches mittels eines Druckgussverfahrens hergestellt ist. Ferner umfasst das Domelement 10 das Verstärkungselement 18 als ein Zusatzbauteil, wobei das Verstärkungselement 18 im Bereich des Abstützteils 14 angeordnet ist. So ist das Domelement 10 bzw. das Druckgussbauteil 20 im Bereich des Abstützteils 14 lokal verstärkt und kann dadurch wirtschaftlich und damit kostengünstig mittels des Druckgussvertahrens hergestellt werden. Um den relativ hohen Belastungen im Bereich des Abstützteils 14 gerecht zu werden, sind durch das Druckgussverfahren Versteifungsstrukturen in Form von Versteifungsrippen 22 dargestellt. Alternativ oder zusätzlich können im Bereich des Abstützteils 14 höhere Wandstärken bzw. Wanddicken als im Bereich 16 des Druckgussbauteils 20 dargestellt sein. Die Wandstärken insbesondere im Bereich des Abstützteils 14 können jedoch in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden, da der Abstützteil 14 mittels des in dessen Bereich angeordneten Verstärkungselements 18 verstärkt ist.
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Das Verstärkungsteil 18 kann dabei zumindest teilweise, insbesondere weitgehend vollständig, in das Druckgussbauteil 20 eingegossen sein. Alternativ oder zusätzlich ist es nötig, dass das Druckgussbauteil 20 an das Verstärkungselement 18 angegossen ist. Ist das Verstärkungselement 18 zumindest weitgehend vollständig in das Druckgussbauteil 20 eingegossen, so birgt es den Vorteil, dass die Gefahr einer Kontaktkorrosion besonders gering gehalten ist. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn das Druckgussbauteil 20 zumindest im Wesentlichen aus Aluminium ausgebildet ist, während das Verstärkungselement 18 zumindest im Wesentlichen aus einem Stahl gebildet ist.
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Gemäß den 4 und 5 ist das Verstärkungselement 18 als vollständig in das Druckgussbauteil 20 eingegossener Ring ausgebildet. Dabei ist der eingegossene Ring von außen optisch nicht wahrnehmbar. Dementsprechend dient die 3 lediglich zur Veranschaulichung der Positionierung des Verstärkungselements 18 relativ zum Druckgussbauteil 20.
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Wie der vergrößerten Darstellung der 5 zu entnehmen ist, ist das Verstärkungselement 18 dabei bis auf Stützstellen 24 in Hochrichtung des Domelements 10 vollständig umgossen und somit in das Druckgussbauteil 20 eingegossen.
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Auch bei dem Verstärkungselement 18 gemäß den 6 und 7 handelt es sich um einen eingegossenen Ring, der bis auf die Stützstellen vollständig unten und oben umgossen ist und zur Mitte hin aus dem Druckgussbauteil 20 herausragt.
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Das Verstärkungselement 18 gemäß den 8 und 9 ist ebenso als eingegossener Ring ausgebildet, welcher jedoch lediglich oben in das Druckgussbauteil 20 eingegossen ist. Nach unten hin ist der Ring frei und nicht umgossen und bildet die Auflagefläche 17 für das Kopflager. Somit kann sich das Kopflager direkt an dem Verstärkungselement 18 (Ring) abstützen.
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Das Verstärkungselement 18 gemäß den 10 bis 12 ist ebenso als Ring ausgebildet, welcher lediglich in Hochrichtung des Domelements 10 oben eingegossen ist. Die Darstellung der 11 dient lediglich zur Veranschaulichung der Positionierung des Verstärkungselements 18 relativ zum Druckgussbauteil 20.
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Auch bei dem Domelement 10 gemäß den 10 bis 12 ist das Verstärkungselement 18 in Hochrichtung des Domelements 10 nach unten hin zumindest bereichsweise frei und bildet die Auflagefläche 17 für das Kopflager für das Feder- und/oder Dämpferelement. Bei dem Verstärkungselement 18 gemäß den 10 bis 12 ist ein seitlicher Radius 26 in das Verstärkungselement 18 integriert. Auch bei dem seitlichen Radius 26 handelt es sich um einen hoch belasteten Bereich des Domelements 10.
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Die 13 und 14 zeigen eine Ausführungsform des Verstärkungselements 18, welches gegebenenfalls Löcher 28 zur Fixierung aufweist. Das Verstärkungselement 18 ist beispielsweise als Blechbauteil, insbesondere als Stahlblech, als einfaches Tiefziehteil oder als Aluminium-Schmiedeteil ausgebildet.
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Das Verstärkungselement 18 gemäß 15 ist als Aluminium-Strangpressprofil-Scheibe ausgebildet und weist Durchgangsöffnungen 30 auf, welche umgossen werden können. Dabei ist die Darstellung einer belastungsgerechten Rippenstruktur beim Strangpressen möglich.
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Wie die 16 und 17 zeigen, kann das Verstärkungselement 18 auch als komplexes Tiefziehteil oder als Aluminium-Schmiedeteil ausgebildet sein. Gemäß 16 kann das Verstärkungselement 18 geschmiedete Stützstellen 24 aufweisen, über welche das Verstärkungselement 18 am Druckgussbauteil 20 abzustützen ist. Zusätzlich oder alternativ können die Stützstellen 24 dazu verwendet werden, das Verstärkungselement 18 beim An- bzw. Umgießen des Verstärkungselements 18 durch das Druckgussbauteil 20 in einer Druckgussform zum Herstellen des Druckgussbauteils 20 zu fixieren.
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Das Verstärkungselement 18 gemäß 17 ist als Tiefziehteil ausgebildet und weist Sicken 32 auf. Die Sicken 32 dienen beispielsweise als Abstandshalter zur Fixierung des Verstärkungselements 18 in der Druckgussform beim Druckgießen und damit beim Herstellen des Druckgussbauteils 20, im Rahmen dessen Herstellung das Verstärkungselement 18 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend, mit dem Druckgussbauteil 20 umgossen wird bzw. im Rahmen dessen das Druckgussbauteil 20 zumindest teilweise an das Verstärkungselement 18 angegossen wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004043339 A1 [0002]
- DE 102006033770 A1 [0003]
