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Die Erfindung betrifft eine Bauteileanordnung eines Kraftfahrzeugs zum Ausbilden einer tragenden Struktur sowie ein mit der Bauteileanordnung ausgestattetes Kraftfahrzeug.
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Bauteileanordnungen von Kraftfahrzeugen zum Ausbilden einer tragenden Struktur sind bekannt. Diese können Bestandteil einer Karosserie des Kraftfahrzeugs sein. Insbesondere sind Bauteileanordnungen bekannt, die zum Aufnehmen von Federdämpferkräften und/oder zum Versteifen der Karosserie ausgelegt sind. Dazu können diese Anbindungen aufweisen, über die weitere Bauteile, beispielsweise ein Fahrwerk, des Kraftfahrzeugs an die Bauteileanordnung angebunden werden können. Die
DE 10 2008 033 503 A1 betrifft einen Längsträger für einen Personenkraftwagen, wobei vorgesehen ist, dass der Längsträger in Form eines einteiligen hochgegossenen Aluminiumgussbauteils dargestellt ist. Der Längsträger ist insbesondere stufenförmig ausgestaltet und weist in einer Einbaulage eine Komponente in Fahrzeuglängsrichtung und eine Komponente in Fahrzeughochrichtung auf. Der Längsträger kann an Fahrwerksstrukturen wie beispielsweise Hinterachse, Fahrschemel, Dämpferbein oder aber Federbein angebunden werden. Außerdem kann der Längsträger insbesondere an Karosseriestrukturen wie beispielsweise Dach, B- oder C-Säule, angebunden werden. Der Längsträger weist insbesondere Flansche auf, die zur Verbindung mit anderen Karosserie- und/oder Fahrwerksstrukturen dienen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bauteileanordnung eines Kraftfahrzeugs zum Ausbilden einer tragenden Struktur bereitzustellen, die möglichst einfach herstellbar ist und gleichzeitig hinsichtlich unterschiedlichsten Kraftrichtungen Leichtbaueigenschaften aufweist.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Aufgabe ist durch eine Bauteileanordnung gemäß Anspruch 1 gelöst. Das erste Strukturbauteil und das zweite Strukturbauteil können auf beliebige Art und Weise strukturell miteinander gefügt sein, insbesondere formschlüssig, reibschlüssig und/oder stoffschlüssig, insbesondere mittels eines Schweißen, Nietens, Clinchens, strukturellen Verklebens und/oder Ähnlichem. Vorteilhaft weisen die Rippen im zusammengefügten Zustand unterschiedliche Richtungen auf. Vorteilhaft kann mittels der unterschiedlichen Richtung eine Auslegung auf vergleichsweise viele Kraftrichtungen erfolgen, wobei gleichzeitig eine günstige Herstellung der Strukturbauteile mittels eines Gussverfahrens, insbesondere Druckgussverfahrens und eine Auslegung der Strukturbauteile als Leichtbauteile möglich ist. Unter einer Richtung der Rippen kann eine Raumrichtung verstanden werden, zu der diese in einer flächigen Ausdehnung parallel angeordnet sind.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Bauteileanordnung ist gemäß Anspruch 2 ausgeführt. Üblicherweise treten Federdämpferkräfte im Wesentlichen in einer Fahrzeughochrichtung und/oder gegebenenfalls zum Abstützen von Seitenführungskräften zusätzlich in einer Fahrzeugquerrichtung auf. Crashkräfte weisen im Fall eines Heckcrashes eine große Kraftkomponente in Fahrzeuglängsrichtung auf. Vorteilhaft können die Richtungen der Rippen so gewählt werden, dass die Bauteileanordnung hinsichtlich der unterschiedlichen Kraftrichtungen der Crashkräfte und der Federdämpferkräfte eine höchstmögliche Stabilität bei einem gleichzeitig geringstmöglichen Gewicht aufweist. Insbesondere kann auch eine Auslegung für einen Seitencrash erfolgen, wobei in einer zu erwartenden Aufprallhöhe in einer Fahrzeugquerrichtung wirkende Crashkräfte aufgenommen werden können.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Bauteileanordnung ist gemäß Anspruch 3 ausgeführt. Vorteilhaft kann an die Bauteileanordnung eine Federdämpfervorrichtung mit einem separaten Dämpferbein und einem separaten Federbein angebunden werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Bauteileanordnung ist gemäß Anspruch 4 ausgeführt. Vorteilhaft kann die Bauteileanordnung so ausgelegt sein, dass sie die unterschiedlichen Kraftrichtungen gut abstützen kann, wobei dennoch ein Leichtbau möglich ist. Insbesondere wird dies durch die unterschiedlichen Richtungen der Rippen der zwei Strukturbauteile ermöglicht.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Bauteileanordnung ist gemäß Anspruch 5 ausgeführt. Die Hauptbodenaufnahme und die Crashaufnahme sind insbesondere in einer Längsrichtung des Kraftfahrzeugs beabstandet zueinander angeordnet. Vorteilhaft können über den hinteren Längsträger Crashkräfte eines Heckaufpralls in die Bauteileanordnung eingeleitet werden, die wiederum diese auf den Hauptboden über die Hauptbodenaufnahme weiterleitet.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Bauteileanordnung ist gemäß Anspruch 6 ausgeführt. Vorteilhaft ist ein Kraftfluss in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs möglich.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Bauteileanordnung ist gemäß Anspruch 7 ausgeführt. Vorteilhaft können die Strukturbauteile mittels eines einfachen und kostengünstigen Druckgussverfahrens hergestellt werden. Bei Druckgussverfahren sind üblicherweise Entformungsrichtungen zu beachten. Vorteilhaft können trotz der zu beachtenden Entformungsrichtung in die jeweilige Entformungsrichtung ausgerichtete Rippen ausgebildet werden. Vorteilhaft ist dies bei den Rippen der Strukturbauteile der Fall. Im zusammengebauten Zustand weisen die Strukturbauteile der Bauteileanordnung unterschiedliche Entformungsrichtungen auf, die den Richtungen der Rippen entsprechen. Vorteilhaft kann also trotz des günstigen Druckgussverfahrens eine Anpassung der Bauteileanordnung auf unterschiedliche Kraftrichtungen realisiert werden, wobei Kräfte aus unterschiedlichen Richtungen abstützbar sind.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Bauteileanordnung ist gemäß Anspruch 8 ausgeführt. Die Strukturbauteile überlappen sich insbesondere bereichsweise. Vorteilhaft kann dadurch eine zusätzliche Erhöhung einer Stabilität der gesamten Bauteileanordnung erfolgen, insbesondere an Stellen, wo hohe Kräfte erwartet werden, insbesondere in einer Höhe, an der üblicherweise Seitencrashkräfte in das Kraftfahrzeug eingeleitet werden. Unter Überlappen kann insbesondere verstanden werden, dass die Strukturbauteile formschlüssig aneinander angepasst sind, insbesondere ineinander gesteckt sind und/oder Ähnliches. Außerdem kann insbesondere ein strukturelles Fügen im Bereich der Überlappung erfolgen, insbesondere stoffschlüssig, insbesondere mittels Schweißen, insbesondere mittels Stanznieten, Nieten, Clinchen, Kleben und/oder Ähnlichem. Vorteilhaft kann durch die Überlappung eine strukturelle Verklebung auf einfache Art und Weise erfolgen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Bauteileanordnung ist gemäß Anspruch 9 ausgeführt. Vorteilhaft können von der Hinterachse herrührende Kräfte über den Hinterachsdom besonders gut abgestützt werden. Insbesondere ist der Hinterachsdom von radial angeordneten Rippen der zweiten Rippen abgestützt, so dass dieser auch gut gegen etwaig eingeleitete Hebelkräfte abgestützt ist. Vorteilhaft verläuft die zweite Richtung der zweiten Rippen insbesondere in Richtung einer Längsrichtung des Hinterachsdoms. Vorteilhaft kann dadurch der Hinterachsdom sternförmig von den zweiten Rippen abgestützt werden, wobei diese von einer Mittelachse ausgehend, sich radial nach außen erstrecken.
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Die Aufgabe ist außerdem durch ein Kraftfahrzeug mit einer vorab beschriebenen Bauteileanordnung gelöst. Vorteilhaft ergibt sich ein vergleichsweise geringes Fahrzeuggewicht bei einer vergleichsweise hohen Stabilität und insbesondere vergleichsweise geringen Herstellungskosten. Im Übrigen ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
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1 eine schematische teilweise Untenansicht eines eine Bauteileanordnung zum Ausbilden einer tragenden Struktur aufweisenden Kraftfahrzeugs;
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2 eine Detailansicht einer Untenansicht einer linken Bauteileanordnung des in 1 gezeigten Kraftfahrzeugs;
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3 eine dreidimensionale Ansicht von schräg hinten links oben eines ersten Strukturbauteils der in 2 gezeigten Bauteileanordnung;
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4 eine dreidimensionale Ansicht von schräg hinten innen oben eines zweiten Strukturbauteils der in 2 gezeigten Bauteileanordnung; und
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5 eine Explosionsansicht von oben der in 2 gezeigten Bauteileanordnung.
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1 zeigt eine schematische Teilansicht eines Kraftfahrzeugs 1 von unten. Dargestellt ist ein Heckbereich einer nicht dargestellten Hinterachse des Kraftfahrzeugs 1. Zu erkennen ist ein Hauptboden 25, an den zwei Bauteileanordnungen 3 angebunden sind. Die Bauteileanordnungen 3 dienen zur Versteifung einer nicht weiter dargestellten Karosserie des Kraftfahrzeugs 1 und zur Aufnahme von Federdämpferkräften einer ebenfalls nicht dargestellten Hinterachse des Kraftfahrzeugs 1. Außerdem sind die Bauteileanordnungen 3 zur Aufnahme von Crashkräften, insbesondere eines Heckcrashes und eines Seitencrashes, ausgelegt. Die Bauteileanordnungen 3 sind jeweils an den Hauptboden 25 angebunden. Außerdem stützen diese jeweils einen hinteren Längsträger 29, der insbesondere ebenfalls an die Bauteileanordnungen 3 angebunden ist. Die nicht näher dargestellte Hinterachse lagert Räder 35 des Kraftfahrzeugs 1, wobei über diese die Federdämpferkräfte von einer Straße, über die nicht dargestellte Achse auf die Bauteileanordnungen 3 und von diesen auf die übrige Karosserie des Kraftfahrzeugs 1 übertragen werden.
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Mittels eines Pfeiles ist in 1 eine Fahrtrichtung 17 des Kraftfahrzeugs 1 eingezeichnet.
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2 zeigt eine detailliertere Ansicht der in 1 gezeigten Bauteileanordnung 3 einer linken Seite des Kraftfahrzeugs 1.
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Die in 2 dargestellte Bauteileanordnung 3 weist eine Hauptbodenaufnahme 23 zur Anbindung an den Hauptboden 25 auf. Außerdem weist die Bauteileanordnung 3 eine Diagonalstrebenaufnahme 39 zur Anbindung einer Diagonalstrebe der Hinterachse des Kraftfahrzeugs 1 auf. Weiter ist eine Anschlagplattenannahme 41 vorgesehen, an die eine Anschlagplatte der Hinterachse anbindbar ist. Außerdem weist die Bauteileanordnung 3 eine vordere Hinterachsaufnahme 37 auf, an die die Hinterachse des Kraftfahrzeugs 1 anbindbar ist. Außerdem ist eine hintere Hinterachsaufnahme 31 zur Anbindung der Hinterachse vorgesehen. Die hintere Hinterachsaufnahme 31 weist einen Hinterachsdom 33 auf. Zum Einleiten der Crashkräfte, insbesondere der Heckcrashkräfte, weist die Bauteileanordnung 3 eine Crashaufnahme 27 auf. Zum Einleiten von Dämpferkräften der Federdämpferkräfte der Hinterachse ist eine Dämpferaufnahme 21 vorgesehen. Zum Einleiten von Federkräften der Federdämpferkräfte der nicht dargestellten Hinterachse weist die Bauteileanordnung 3 eine Federaufnahme 19 auf. Die Federaufnahme 19 und die Dämpferaufnahme 21 weisen vorteilhaft unterschiedliche Raumrichtungen auf, so dass die Hinterachse optimal anbindbar ist.
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Die Bauteileanordnung 3 ist vorteilhaft zweiteilig und weist ein erstes Strukturbauteil 9, das mit einem zweiten Strukturbauteil 11 gefügt ist, auf.
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3 zeigt eine dreidimensionale Ansicht von schräg hinten links oben des ersten Strukturbauteils 9 der in den vorangegangenen Fig. gezeigten Bauteileanordnung 3.
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Zu erkennen sind erste Rippen 5, die eine Versteifung unter Berücksichtigung von Leichtbauanforderungen des ersten Strukturbauteils 9 ermöglichen. In 3 ist eine erste Richtung 13 eingezeichnet, entlang der die ersten Rippen 5 ausgerichtet sind. Unter ausgerichtet kann hier verstanden werden, dass eine flächige Ausdehnung der ersten Rippen 5 parallel zu der ersten Richtung 13 ist.
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In 3 ist außerdem zu erkennen, dass das erste Strukturbauteil 9 eine B-Säulenaufnahme 43 aufweist, an die eine B-Säule, die in 3 nicht näher dargestellt ist, des Kraftfahrzeugs 1 angebunden werden kann.
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4 zeigt eine dreidimensionale Ansicht von schräg hinten innen oben des in den 1–3 dargestellten ersten Strukturbauteils 9 der Bauteileanordnung 3.
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Es ist zu erkennen, dass auch das zweite Strukturbauteil 11 zweite Rippen 7 aufweist, die in einer zweiten Richtung 15 ausgerichtet sind. Vorteilhaft sind die Richtungen 13 und 15 unterschiedlich voneinander, sodass die Bauteileanordnung 3 in unterschiedliche Richtungen ausgerichtete Rippen aufweist. Dadurch kann diese optimal auf die Kraftrichtungen der Federdämpferkräfte und der Crashkräfte hin ausgelegt werden.
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5 zeigt eine Explosionsansicht der Bauteileanordnung 3 von oben. Mittels eines Pfeils ist eine Fügerichtung 45 entlang der das zweite Strukturbauteil 11 mit dem ersten Strukturbauteil 9 zusammengefügt werden kann. Anhand der 2 und 5 ist zu erkennen, dass sich das erste Strukturbauteil 9 mit dem zweiten Strukturbauteil 11 bereichsweise überlappt, wodurch vorteilhaft ein Fügen der Strukturbauteile 9, 11 vereinfacht wird und gleichzeitig eine Versteifung im Bereich der Überlappung möglich ist.
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Vorteilhaft weist das erste Strukturbauteil 9 Längsrippen, die Teile der ersten Rippen 5 sind, auf. Über diese können vorteilhaft Crashkräfte, insbesondere bei einem Heckaufprall und/oder bei einem Pfahlaufprall übertragen werden.
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Vorteilhaft weist das zweite Strukturbauteil 11 den Hinterachsdom 33 auf, über den Stöße sowie Längs- und Querkräfte übertragbar sind. Vorteilhaft ist der Hinterachsdom 33 mittels den zweiten Rippen 7, die im Wesentlichen in einer z-Richtung des Kraftfahrzeugs 1 ausgerichtet sind, abgestützt. Diese erstrecken sich radial nach außen von einer Längsachse des Hinterachsdoms 33.
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Die Dämpferaufnahme 21 und die Federaufnahme 19 stehen in einem Winkel zueinander, so dass Federkräfte und Dämpferkräfte, die unterschiedliche Richtungen aufweisen, optimal aufgenommen werden können. Eine Auslegung auf derartig unterschiedliche Kraftrichtung sowie hinsichtlich der Crashkräfte ist vorteilhaft aufgrund der unterschiedlichen Richtungen 13 und 15 der Rippen 5 und 7 möglich.
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Die Strukturbauteile 9 und 11 der Bauteileanordnung 3 sind bevorzugt mittels eines Druckgussverfahrens hergestellt, wobei eine jeweilige Entformungsrichtung des ersten Strukturbauteils 9 der ersten Richtung 13 der ersten Rippen 5 und eine zweite Entformungsrichtung des zweiten Strukturbauteils 11 der zweiten Richtung 15 der zweiten Rippen 7 entspricht. Vorteilhaft kann die Bauteileanordnung 3 also mittels Druckgussverfahren hergestellt werden, wobei durch die Zweiteiligkeit vorteilhaft dennoch eine optimale Stabilität und ein Leichtbau, also ein vergleichsweise geringes Gewicht der Bauteileanordnung 3, realisiert werden können.
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Bevorzugt weist die Bauteileanordnung 3 als Werkstoff Aluminium auf und dient als Längsträger im Bereich der Hinterachse des Kraftfahrzeugs 1. Dadurch können vorteilhaft Toleranzen und eine Maßhaltigkeit verbessert werden, insbesondere im Vergleich zu mittels eines Kokillengusses hergestellten Längsträgern beziehungsweise Achsaufnahmen. Vorteilhaft kann durch die unterschiedlichen Entformungsrichtungen der beiden Strukturbauteile 9 und 11 eine Herstellung der beiden Strukturbauteile 9 und 11 mittels schieberfreien Werkzeugen ermöglicht werden. Dabei kann auch ein Nachbearbeitungsaufwand vorteilhaft minimiert werden. Vorteilhaft ist die Bauteileanordnung 3 durch das Zusammenfügen bereichsweise geschlossen, wobei gegebenenfalls in einem vorderen Bereich, in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 1 gesehen, ein Schließblech vorgesehen sein kann. Vorteilhaft muss dieses nicht als Strukturbauteil ausgeführt werden, kann also lediglich zum Abschließen und/oder zum Darstellen einer Dichtungsfunktion ausgelegt werden. Vorteilhaft ergibt sich zusammenfassend eine Gewichtsreduktion, eine Kostenreduktion, eine verbesserte Einzelteilfertigung und eine Hinterachsaufnahme für eine ein separates Federbein und ein separates Dämpferbein aufweisende Hinterachse.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 3
- Bauteileanordnung
- 5
- erste Rippe
- 7
- zweite Rippe
- 9
- erstes Strukturbauteil
- 11
- zweites Strukturbauteil
- 13
- erste Richtung
- 15
- zweite Richtung
- 17
- Fahrtrichtung
- 19
- Federaufnahme
- 21
- Dämpferaufnahme
- 23
- Hauptbodenaufnahme
- 25
- Hauptboden
- 27
- Crashaufnahme
- 29
- hinterer Längsträger
- 31
- hintere Hinterachsaufnahme
- 33
- Hinterachsdom
- 35
- Räder
- 37
- vordere Hinterachsaufnahme
- 39
- Diagonalstrebenaufnahme
- 41
- Anschlagplattenannahme
- 43
- B-Säulenaufnahme
- 45
- Fügerichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008033503 A1 [0002]
