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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Strukturteil mit einer Kopplungsvorrichtung für eine Abschleppöse, ein Herstellverfahren für das Kraftfahrzeug-Strukturteil, eine Abschleppanordnung und ein Kraftfahrzeug.
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Es ist bekannt, Abschleppösen nicht dauerhaft am Fahrzeug zu belassen, sondern sie nur anzubringen wenn sie benötigt werden. Oft werden die Abschleppösen in Gewinde an den Quer- bzw. Längsträgern der Front- bzw. Heckstoßstange eingeschraubt. Damit der Benutzer, der das Gewinde beim Einschrauben nicht sehen kann, das Gewinde möglichst schnell findet, sind häufig Einführtrichter vorgesehen, die die Einführbewegung der Abschleppöse führen sollen. Die Weite des Einführtrichters muss dabei so weit gewählt werden, dass die Abschleppöse auch noch bei maximalen Montagetoleranzen der Querträger in Höhen- und/oder Querrichtung montiert werden kann. Hieraus ergibt sich ein vergleichsweise großes Radialspiel des Schafts der Abschleppöse in dem Trichter bzw. einer Durchführöffnung im Träger. Der Schaft kann sich unter Biegebelastung nicht Abstützen; das Biegemoment wird in das Gewinde eingeleitet und kann zum vorzeitigen Verschleiß desselben führen, wodurch es passieren kann, dass sich die Abschleppöse nicht mehr ausdrehen lässt. Es sind jedoch Ansätze bekannt, Biegemomente auf andere Art abzufangen und dadurch das Gewinde zu schonen.
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So offenbart die
DE 10 2005 056 578 B4 eine Buchse zur Aufnahme einer Abschleppöse in einem heckseitigen Stoßfänger, die mit dem Stoßfängerkörper verschweißt ist. Die Buchse hat einen Durchsteckabschnitt mit einem großen Durchmesser und an ihrem Grund eine Auflagefläche, von dem sich ein Gewinde in die Tiefe erstreckt, in das ein korrespondierendes Gewinde einer aufzunehmenden Abschleppöse eingeschraubt werden kann. Die aufzunehmende Abschleppöse hat oberhalb ihres Gewindes einen Ringwulst, der dazu vorgesehen ist, zur Momenteneinleitung auf der Auflagefläche am Grund der Buchse anzuliegen. Der vom Ringwulst zur eigentlichen Öse weisenden Schaftabschnitt ist lose im Durchsteckabschnitt versenkt. Dieser lose geführte Schaftabschnitt wird zwischen seiner Auflage auf dem Auflageabschnitt der Hülse und der eigentlichen Öse durch Biegung belastet, wodurch der Schaft vergleichsweise dick dimensioniert werden muss; eine effektive Abstützung des Biegemoments wird dort nicht erreicht.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Kraftfahrzeug-Strukturteil mit einer Kopplungsvorrichtung für eine Abschleppöse zu schaffen, das bei aufgenommener Abschleppöse sowohl die Kopplungsvorrichtung vor Überlastung schont als auch die Biegebelastung des Schafts der Abschleppöse reduziert.
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Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug-Strukturteil mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
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Ferner ergibt sich die Aufgabe, ein Herstellverfahren für ein solches Kraftfahrzeug-Strukturteil zu schaffen, mit dem das Kraftfahrzeug-Strukturteil unter vergleichsweise weiten Fertigungstoleranzen kostengünstig hergestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Herstellverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.
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Darüber hinaus ergibt sich noch die Aufgabe, eine Abschleppanordnung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die eine höhere Belastbarkeit aufweist und die es auch nach kurzzeitiger Überlastung ermöglicht, die Abschleppöse zu entkoppeln.
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Diese Aufgabe wird durch eine Abschleppanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
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Schließlich ergibt sich noch die Aufgabe, ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, das über eine verbesserte Abschleppanordnung verfügt.
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Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Strukturteil weist in einer ersten Ausführungsform eine Kopplungsvorrichtung für eine Abschleppöse und einen Außenträger mit einer Durchtrittsöffnung für die Abschleppöse auf. Ferner hat das Kraftfahrzeug-Strukturteil einen an den Außenträger gefügten Innenträger, an dem die Kopplungsvorrichtung vorliegt. Mit einem Rand der Abschleppösen-Durchtrittsöffnung ist eine Hülse verbunden, bei der es sich um eine Bundhülse handelt, die in die Abschleppösen-Durchtrittsöffnung eingesetzt ist. Der Bund der Bundhülse ist mit dem Rand der Abschleppösen-Durchtrittsöffnung fest verbunden. Die Längsachse der Bundhülse fluchtet dabei mit einer Längsachse der Kopplungsvorrichtung und der innere Durchtrittsdurchmesser der Bundhülse ist dazu ausgelegt, den Schaft einer vorbestimmten Abschleppöse spielarm aufzunehmen.
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Der Bereich um den Rand der Abschleppösen-Durchtrittsöffnung stellt vorteilhaft eine ebene Auflagefläche bereit, entlang der die Hülse in ungefügtem Zustand parallel verschoben werden kann, um die Längsachsen der Bundhülse und der Kopplungsvorrichtung fluchtend auszurichten; vor dem Verbinden ist die Hülse lediglich schwimmend in die Durchtrittsöffnung eingesetzt. Hierzu müssen die radiale Ausdehnung der Auflagefläche, das Spiel des zylindrischen Abschnitts der Bundhülse in der Durchtrittsöffnung und die Breite des Bunds so aufeinander abgestimmt sein, dass zu jeder radialen Verschiebeposition der Hülse eine ausreichende Auflagefläche zur Verfügung steht. Die Bundhülse hat ferner vorteilhaft den kleinsten Durchtrittsdurchmesser der an der Anordnung beteiligten Komponenten, durch den der Schaft der Abschleppöse geführt wird, wobei das Spiel des Schafts erfindungsgemäß viel kleiner gewählt werden kann als bei bekannten Kraftfahrzeug-Strukturteilen mit einer Durchtrittsöffnung für eine Abschleppöse. Bei Biegebelastung stützt sich der Schaft der Abschleppöse relativ nah am Ort der Krafteinleitung (der eigentlichen Öse) ab, wodurch die Belastung des Schafts und der Kopplungsvorrichtung am Innenträger deutlich reduziert werden kann.
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In einer weiteren Ausführungsform kann ein Übergangsbereich vom Bund zu einem zylindrischen Abschnitt der Bundhülse trichterförmig oder verrundet sein. Dieser Abschnitt soll einem Anwender beim Einführen des Schafts in die Kopplungsvorrichtung helfen, da er die Kopplungsvorrichtung am Innenträger im Regelfall weder sehen noch ertasten kann. Durch die exakt koaxiale Ausrichtung der Bundhülse und der Kopplungsvorrichtung kann das Ankoppeln der Abschleppöse deutlich schneller erfolgen als bisher.
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In einer noch weiteren Ausführungsform kann die Bundhülse aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff, bevorzugt aus einem korrosionsbeständigen Metall, einem Kunststoff oder einem Faserverbundkunststoff bestehen. Die Bundhülse kommt aufgrund ihrer Einbaulage direkt in Kontakt mit korrosiven Umwelteinflüssen und wird durch das Einführen der Abschleppöse häufig verkratzt, daher wird eine vollständig aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff bestehende Hülse einer lediglich beschichteten Hülse vorgezogen.
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Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Kopplungsvorrichtung ein Gewinde oder ein Kopplungsbajonett umfassen oder daraus bestehen. Ein Gewinde bietet Vorteile hinsichtlich hoher übertragbarer Lasten und günstiger Herstellbarkeit während das Kopplungsbajonett sich deutlich schneller Koppeln/Entkoppeln lässt. Die genannten Kopplungsvorrichtungen sind jedoch nur Beispiele; sie beschränken die Erfindung nicht, vielmehr können auch noch andere Kopplungsvorrichtungen mit der Erfindung verwendet werden.
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Das erfindungsgemäße Herstellverfahren für ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug-Strukturteil mit einer Kopplungsvorrichtung für eine Abschleppöse umfasst die folgenden Schritte:
- a) Bereitstellen des Außenträgers, des Innenträgers und der Bundhülse,
- b) Ausrichten des Außenträgers und des Innenträgers, so dass die Abschleppösen-Durchtrittsöffnung über der Kopplungsvorrichtung liegt,
- c) Fügen des Außenträgers mit dem Innenträger in der aus b) gegebenen Lage,
- d) Einsetzen der Bundhülse in die Abschleppösen-Durchtrittsöffnung und durch radial Verschieben der Bundhülse fluchtend Ausrichten der Längsachse der Bundhülse mit der Längsachse der Kopplungsvorrichtung,
- e) Verbinden des Bundes der Bundhülse mit dem Rand der Abschleppösen-Durchtrittsöffnung.
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Indem die Bundhülse nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erst nach dem Fügen des Innen- und des Außenträgers in die Durchtrittsöffnung eingesetzt wird und danach mit dieser verbunden wird, ist es möglich, bei der Fertigung des Innen- und des Außenträgers, insbesondere bei der Positionierung der Durchtrittsöffnung vergleichweise weite Toleranzen anzusetzen. Die Ausrichtung der Hülse fluchtend zur Kopplungsvorrichtung, die am Innenträger angeordnet ist, erfolgt nach dem Fügen der beiden Träger und ist somit von den Toleranzen bei der Herstellung und Montage entkoppelt. Hierdurch kann kostengünstig ein verbessertes Kraftfahrzeug-Strukturteil hergestellt werden ohne die Toleranzen einengen zu müssen.
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Die Bundhülse kann im Schritt e) etwa mit dem Außenträger verlötet werden. Wenn es sich bei der Bundhülse um eine metallische Hülse und bei dem Außenträger um einen metallischem Träger handelt, ist Löten vorteilhaft, da dadurch eine sehr tragfähige Verbindung erreichbar ist, jedoch beim Fügen kaum Verzug auftritt. Neben den genannten Fügeverfahren können auch andere Fügeverfahren geeignet sein, um die Bundhülse mit dem Außenträger zu verbinden, etwa Kleben.
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Die erfindungsgemäße Abschleppanordnung weist ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug-Strukturteil mit einer Kopplungsvorrichtung für eine Abschleppöse und die Abschleppöse selbst auf. Die Abschleppöse hat einen Schaft, der mit der Kopplungsvorrichtung gekoppelt ist und der spielarm durch die Bundhülse geführt wird. Unter einer an der eigentlichen Öse (dem Ende der Abschleppöse, das zur Aufnahme der Abschleppstange oder des Abschleppseils vorgesehen ist) angreifenden Querkraft wird sich der Schaft zunächst ein Stück weit durchbiegen, bis er auf der Bundhülse aufliegt, wodurch der effektive Hebelarm deutlich reduziert wird. Eine Abschleppöse mit gegebener Länge und gegebenem Durchmesser ist so viel belastbarer als ohne die Abstützung, die durch die Bundhülse bereitgestellt wird. Selbst eine kurzzeitige Überlastung der Abschleppöse hat nicht zur Folge, dass der Schaft sich plastisch verformt und die Abschleppöse nicht mehr von der Kopplungsvorrichtung getrennt werden kann.
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Schließlich weist ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug eine erfindungsgemäße Abschleppanordnung auf, die in einer Ausführungsform insbesondere unter einer Verkleidung der Front- und/oder Heckstoßstangenhülle angeordnet sein kann.
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Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt. Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung und dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.
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Dabei zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Strukturteils,
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2 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Strukturteil.
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In 1 ist das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Strukturteil 10 gezeigt. Es besteht im Wesentlichen aus einem Innenträger 1, 2, der seinerseits aus dem Befestigungsflansch 1 und dem Anbindungsträger 2 besteht, dem Außenträger 21 und der Bundhülse 3. Das Kraftfahrzeug-Strukturteil 10 kann über die Anbindungsbohrung 111 mit einem Karosserie-Rohbau verbunden werden. In dem Außenträger 21 ist eine Durchtrittsöffnung vorgesehen, durch die der Schaft einer Abschleppöse geführt werden kann, um diesen mit einer Kopplungsvorrichtung, die mit dem Innenträger 1, 2 verbunden ist, zu koppeln. Der Außenträger 21 und der Innenträger 1, 2 werden getrennt voneinander hergestellt und nachträglich zu dem Kraftfahrzeug-Strukturteil 10 gefügt, wobei es aufgrund von Herstell- bzw. Montagetoleranzen passieren kann, dass die Durchtrittsöffnung des Außenträgers 21 und die Kopplungsvorrichtung des Innenträgers 1, 2 nicht exakt fluchten.
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Um dennoch eine genaue und spielarme Führung des Schafts der Abschleppöse zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß in die Durchtrittsöffnung des Außenträgers die Bundhülse 3 gesetzt, deren Bund 31 auf einer planen Auflagefläche 211 aufliegt, die Teil des Außenträgers 21 ist. Der Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 32 (siehe 2) der Bundhülse 3 ist kleiner als ein Innendurchmesser der Durchtrittsöffnung im Außenträger 21, um einen Ausgleich der Toleranzen beim Fügen des Außenträgers 21 und des Innenträgers 1, 2 zu ermöglichen; bevor die Bundhülse 3 stoffschlüssig mit ihrem Bund 31 auf der Auflagefläche 211 befestigt wird, kann die Bundhülse 3 entsprechend ihres Spiels in der Durchtrittsöffnung verschoben werden und dabei koaxial mit der an dem Innenträger vorliegenden Kopplungsvorrichtung für die Abschleppöse ausgerichtet werden. Die Verschiebefreiheitsgrade der Bundhülse 3 sind mit den Pfeilen P gekennzeichnet. Der Außenträger 21 sowie die Bundhülse 3 können aus einem metallischen Werkstoff bestehen, wobei für die Bundhülse 3 ein korrosionsresistenter Werkstoff, etwa ein rostfreier Edelstahl, vorteilhaft ist. Die Bundhülse 3 kann etwa mit dem Außenträger 21 verlötet sein, wobei das der Erfindung zu Grunde liegende Prinzip der nachträglichen Ausrichtung der Längsachse L (siehe 2) der Bundhülse 3 auf die Längsachse G der Kopplungsvorrichtung 4 (siehe 2) auch unter Verwendung eines anderen Fügeverfahrens anwendbar ist, etwa bei einer Klebeverbindung oder Schweißverbindung.
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Der Schaft einer zu montierenden Abschleppöse hat ein vergleichsweise geringes Radialspiel in der Bundhülse 3 und kann sich daher unter Biegebelastung nach einer geringen Verformung an der Bundhülse 3 abstützen, wodurch die Kopplungsvorrichtung 4 (etwa ein Gewinde) am Ende des Schafts der Abschleppöse geschont wird und der Schaft der Abschleppöse schlanker dimensioniert werden kann.
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In 2 ist ein Längsschnitt durch die Schnittebene Q (siehe 1) gezeigt. Darin ist insbesondere die Verbindung des Befestigungsflanschs 1 und des Anbindungsträgers 2 untereinander und mit dem Außenträger zu erkennen. Der Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 32 der Bundhülse 3 ist kleiner als der Durchmesser der Durchtrittsöffnung 212, sodass die Bundhülse 3, bevor sie mit ihrem Bund 31 festgelötet wird, in den durch das Spiel vorgegebenen Grenzen radial verschoben werden kann, um ihre Längsachse L fluchtend mit der Längsachse G der Kopplungsvorrichtung 4 auszurichten. Die Kopplungsvorrichtung 4 umfasst ein Innengewinde 41, in das ein korrespondierendes Außengewinde an einem freien Ende der zu koppelnden Abschleppöse eingedreht werden kann. Durch die vergleichweise spielarme Führung des Schafts der Abschleppöse in der Bundhülse 3 wird dieses Gewinde vor Überlastung geschützt. Die Bundhülse 3 ist in ihrem Übergangsbereich zwischen dem Bund 31 und dem zylindrischen Abschnitt 32 deutlich trichterförmig gestaltet um das Einführen der Abschleppöse zu erleichtern.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Strukturteil 10 kann vorteilhaft im Fahrzeug als Teil einer Front- und/oder Heckstoßfängers eingebaut werden, etwa unter einer Stoßfängerhülle.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005056578 B4 [0003]
