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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, mit einer Querträgeranordnung, bei welcher ein Querträger in Fahrzeugquerrichtung über einer Hinterachse an einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist, wobei der Querträger mit mindestens einem Verstärkungselement versehen ist.
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Aus der
DE 10 2010 049 427 A1 ist eine Querträgeranordnung, insbesondere Fersenblechanordnung, in einer Fahrzeugkarosserie bekannt, bei welcher ein Blechquerträger in einem, in Fahrzeugquerrichtung zu beiden Seiten unmittelbar an den Mitteltunnel angrenzenden Flankenbereich wenigstens bereichsweise eine höhere Materialstärke aufweist als in einem; sich in Fahrzeugquerrichtung nach außen hin anschließenden Querträger-Anschlussbereich. Der Blechquerträger ist dabei einstückig und/oder materialeinheitlich ausgebildet.
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Ein solcher Querträger besteht üblicherweise aus Gusseisen und muss mit mehreren Hilfsmitteln an der Fahrzeugkarosserie befestigt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug anzugeben, welches eine Querträgeranordnung aufweist, bei welchem die aufwändigen Montageprozesse reduziert und trotzdem eine stabile Befestigung des Querträgers an dem Kraftfahrzeug gewährleistet wird.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
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Die Aufgabe ist mit einem Kraftfahrzeug dadurch gelöst, dass der Querträger als Massivumformteil ausgebildet ist. Dieses Massivumformteil lässt sich mit einfacher Fügetechnik herstellen. Somit kann eine optimale Auslegung der gesamten Querträgeranordnung im Hinblick auf Crash, Bauteilsteifigkeit und Torsionsfestigkeit realisiert werden.
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Vorteilhafterweise ist der Querträger in einer Leichtbauweise ausgebildet. Diese Leichtbauweise ermöglicht eine Gewichtsreduktion des Kraftfahrzeuges trotz belastungsgerechter Bauteilgestaltung.
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In einer Ausgestaltung ist der Querträger mit dem mindestens einem Verstärkungselement als Hybridbauteil ausgebildet. Somit bildet die Querträgeranordnung eine einteilige Lösung. Durch die Reduktion der Bauteileanzahl reduziert sich nicht nur der Prüfaufwand im Gesamtprozess, sondern auch der Nacharbeitsaufwand, wodurch eine weitere Kostenreduzierung bei der Herstellung des Kraftfahrzeuges möglich ist. So ein Hybridbauteil lässt sich in einem werkzeuggebundenen Massivumformprozess einfach herstellen. Einschlüsse in den Bauteilen, wie beispielsweise Lunker, wie sie in gegossenen Bauteilen auftreten, werden unterbunden, woraus sich ein reduzierter Aufwand bei der Bauteile-Prüfung ergibt.
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In einer Ausführungsform bestehen der Querträger und/oder das wenigstens eine Verstärkungselement aus Aluminium. Durch ein Aluminiumschmieden lässt sich die Festigkeit und Duktilität der Aluminiumbauteile im Vergleich zu Aluminiumgussbauteilen und Aluminiumstrangpressprofilen deutlich erhöhen. Solche Aluminiumschmiedebauteile lassen sich je nach Anforderung bei einem Bauteil mit unterschiedlichen Materialstärken ausbilden. Dazu kommt die Möglichkeit der partiellen Wärmebehandlung um entsprechende Eigenschaftsprofile im Bauteil darzustellen. Aufgrund dieser Ausgestaltung sind einfache Standardfügeverfahren zur Herstellung der Querträgeranordnung einsetzbar. Trotz der Gestaltung aus Aluminium ist eine optimale Kraftübertragung innerhalb der Fahrzeugkarosserie, insbesondere des Hinterachsträgers, möglich, wodurch sich das Fahrverhalten verbessert.
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In einer Variante weist der Querträger eine Stahlseele auf. Die Stahlseele bildet eine Versteifungseinlage, die in oder an der Querträgeranordnung eingeschmiedet, umgeschmiedet, angeschmiedet oder angeformt sein kann. Die Versteifungseinlage kann alternativ auch aus faserverstärktem Kohlenstoff, wie Glasfasern, Aramidfasern, Basaltfasern oder isolierten Kohlefasern bestehen. Dadurch wird die Belastbarkeit des Querträgers verbessert.
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In einer Weiterbildung weist der Querträger über seine Längserstreckung eine ungleiche Materialstärke zum optimalen Belastungsausgleich auf. Somit wird eine höhere Materialstärke in Bereichen der Querträgeranordnung ausgebildet, die einer hohen Belastung ausgesetzt sind, während weniger belastete Bereiche schlanker ausgelegt sind.
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In einer weiteren Ausführungsform sind Funktionselemente an der Querträgeranordnung kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig befestigt. Bei solchen Funktionselementen kann es sich beispielsweise um eine Tankbefestigung, um eine Dämpferbeinkonsole oder eine Gurtbefestigung handeln. Diese sind mit dem Querträger verschraubt, vernietet, hybrid umgeformt, verklebt, verlötet, verclinscht oder auf eine andere geeignete Weise gefügt. Besonders bevorzugt werden die Funktionselemente allerdings an dem Querträger verschweißt oder direkt umschmiedet. Aufgrund der Integration von Dämpferbeinkonsolen, welche bisher als Druckgusslösung genutzt wurden, wird eine Übertragung höherer Lasten denkbar, wodurch eine höhere Torsionssteifigkeit umsetzbar ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – mindestens 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 ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Querträgeranordnung,
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2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Querträgers,
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3 ein erstes Ausführungsbeispiel zur Befestigung der Querträgeranordnung an einem Hinterachsträger,
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4 eine weitere Darstellung zur Befestigung der Querträgeranordnung an dem Hinterachsträger.
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In 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 in Draufsicht dargestellt. Das Kraftfahrzeug 1 verfügt über angetriebene Vorderräder 3 und festgeführte Hinterräder 5. Die Hinterräder 5 sind über eine Hinterachse 7 verbunden, welche in der Fahrzeugkarosserie, insbesondere einem Hinterachsträger 9 gelagert ist.
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An dem Hinterachsträger 9 ist ein Querträger 11 befestigt, wie er in 2 dargestellt ist. Der Querträger 11 besteht aus einem Massivumformteil und ist aus Aluminium gefertigt. Die Aufgabe des Querträgers 11 besteht darin, die Steifigkeit und die Torsionsfestigkeit des Kraftfahrzeuges 1 im Bereich der Hinterräder 5 zu erhöhen. An dem Querträger 11 sind Gurtbefestigungen 13 und eine Tankbefestigung 15 angeordnet. Vorteilhafterweise wird der Querträger 11 aus einem Aluminium hergestellt, welcher mit einer nicht weiter dargestellten Stahlseele verstärkt ist. Die Ausbildung aus Aluminium ermöglicht einen Leichtbau des Querträgers 11, was zu einer Gewichtsreduktion des Kraftfahrzeuges 1 führt. Durch Strahlverfahren kann der Korrosionsschutz eines solchen Querträgers 11 erhöht werden. Der Querträger 11 weist in einem mittleren Bereich eine schlanke Ausführung auf, während die Randbereiche 17, 19 des Querträgers 11 in ihrer Ausdehnung massiver ausgebildet sind. Durch diese Ausgestaltung können unterschiedliche Belastungen des Querträgers 11, welche beispielsweise im Bereich der Ränder 17, 19 des Querträgers 11 aufgrund der aufliegenden Fahrzeugkarosserie stärker sind, besser aufgenommen und toleriert werden.
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3 zeigt den aus Aluminium bestehenden Querträger 11, wie er mit Aluminiumgussteilen, die als Verstärkungselemente 21, 23 dienen, an dem Hinterachsträger 9 des Kraftfahrzeuges 1 befestigt ist. Der Hinterachsträger 9 ist dabei ein Stanzblechteil. Zur Befestigung der, den Querträger 11 tragenden Verstärkungselemente 21 und 23 an dem Hinterachsträger 9 sind für jedes Verstärkungselement 21, 23 nur jeweils ein Befestigungspunkt notwendig. Der Querträger 11 bildet mit den beiden Verstärkungselementen 21, 23 ein integrales, einteiliges Bauteil, so z. B. ein Hybridbauteil. Bei einem solchen Hybridbauteil bestehen der Querträger 11 und die Verstärkungselemente 21, 23 jeweils aus unterschiedlichen Materialien. Ein weiteres Verstärkungselement 25, das ebenfalls als Aluminiumgussteil ausgebildet ist, ist quer zu dem Querträger 11 mit zwei Befestigungspunkten an dem Hinterachsträger 9 angeordnet.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Anordnung des Querträgers 11 an dem Hinterachsträger 9. Das Verstärkungselement 21 ist dabei über mehrere Schrauben sowohl an dem Querträger 11 als auch an einer Flanke des Hinterachsträgers 9 befestigt.
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Der Querträger 11 sowie die Verstärkungselemente 21, 23 und 25, welche mit bisher bei der Fahrzeugherstellung verwendeten Fügeverfahren miteinander verbaut werden, weisen bauteilgerechte Eigenschaften, wie Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Duktilität auf. Um zu viele Einzelteile zu vermeiden und daraus abgeleitete Werkzeuge und Vorrichtungen für ein vielfaches Fügen zu unterbinden, bietet es sich an, dass die Querträgeranordnung als Hybridanordnung vorgefertigt wird, so dass eine Modulbauweise bevorzugt wird. Durch die Massivumformung des Querträgers 11 bei einer eventuellen Wärmebehandlung ist eine einfache Herstellung des Bauteils möglich.
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Eine Auslegung der Querträgeranordnung ist somit je nach Fahrzeuganforderung einfach umsetzbar.
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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 Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010049427 A1 [0002]
