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Die Erfindung betrifft eine Halteeinrichtung zum Halten eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil eines Kraftwagens sowie eine Halteanordnung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil eines Kraftwagens.
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Im Rahmen der Entwicklung von Kraftwagen mit Bauteilen, insbesondere Karosseriebauteilen, aus faserverstärktem Kunststoff hat es sich als herausfordernd erwiesen, Bauteile an aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildeten, weiteren Bauteilen zu befestigen. Mit anderen Worten hat es sich als schwierig erwiesen, Halteanordnungen zu entwickeln, bei denen jeweils wenigstens ein erstes Bauteil an einem aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildeten zweiten Bauteil gehalten wird. Insbesondere hat sich die Herstellung von Halteanordnungen als schwierig erwiesen, bei denen das erste Bauteil während des Betriebs des Kraftwagens Zugkräften und demzufolge Zugkraftbelastungen ausgesetzt ist, da solche Zugkräfte vom ersten Bauteil in das aus dem faserverstärkten Kunststoff gebildete zweite Bauteil abgeleitet werden und dadurch vom zweiten Bauteil aufgenommen werden müssen.
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Aus der
DE 10 2012 019 486 A1 ist eine Kraftfahrzeugtür bekannt, die als tragendes Strukturbauteil ein Trägerelement aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial aufweist. Zur Einleitung von Kräften aus dem Scharnierbereich in das Trägerelement ist ein Verstärkungselement vorgesehen, das von einem Strangpressprofil gebildet wird. Das Verstärkungselement wird durch ein Spritzgussverfahren mit dem Trägerelement verbunden. Durch die großflächige und formschlüssige Anbindung werden in das Verstärkungselement eingeleitete Kräfte flächig und gleichmäßig auf das Trägerelement übertragen, wodurch das Auftreten von den Kunststoff belastenden Spannungsspitzen vermieden wird.
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Ausgehend von der
DE 10 2012 019 486 A1 ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halteeinrichtung zum Halten eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil eines Kraftwagens sowie eine Halteanordnung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil eines Kraftwagens zu schaffen, mittels welchen sich eine besonders feste und stabile Halterung des ersten Bauteils am aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildeten zweiten Bauteil realisieren lässt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Halteeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Halteanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Halteeinrichtung zum Halten eines ersten Bauteils an einem aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildeten zweiten Bauteil eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens. Die Halteeinrichtung umfasst wenigstens ein auf einer ersten Seite des zweiten Bauteils anzuordnendes Halteteil, mittels welchem das auf einer der ersten Seite abgewandten zweiten Seite anzuordnende erste Bauteil am zweiten Bauteil zu halten ist. Dabei ist das Halteteil aus einem metallischen Werkstoff hergestellt und als Strangpressprofil ausgebildet.
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Es wurde nämlich herausgefunden, dass sich ein aus einem metallischen Werkstoff gebildetes Strangpressprofil besonders gut eignet, um auf das am zweiten Bauteil zu haltende erste Bauteil wirkende Kräfte und Belastungen, insbesondere Zugkräfte und Zugbelastungen, besonders gut aufnehmen, an das zweite Bauteil ableiten und dadurch abstützen zu können, ohne dass sich das Halteteil und demzufolge das erste Bauteil vom zweiten Bauteil lösen. Im Gegensatz zu der Verwendung eines Blechteils als Halteteil, welches eine zumindest im Wesentlichen flächige Erstreckung aufweist, bei der es insbesondere durch Zugbelastungen zu starken lokalen Verformungen und daraus resultierenden Lastspitzen kommen kann, die nur sehr ungünstig vom zweiten Bauteil aufgenommen werden können, können derartige Verformungen sowie daraus resultierende Lastspitzen und Beschädigungen des zweiten Bauteils bei der Verwendung des aus dem metallischen Werkstoff gebildeten Strangpressprofils vermieden werden. Ferner lässt sich dadurch ein Versagen, insbesondere ein Aufreißen des zweiten Bauteils sowie ein daraus resultierendes Lösen des ersten Bauteils vom zweiten Bauteil vermeiden.
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Erfindungsgemäß weist das Strangpressprofil wenigstens eine Hohlkammer mit einem geschlossenen Hohlquerschnitt auf. Hierdurch lässt sich eine besonders hohe Steifigkeit des Halteteils realisieren. Gleichzeitig kann das Gewicht des Halteteils besonders gering gehalten werden. Vorzugsweise ist das Strangpressprofil als Mehrkammerprofil ausgebildet, welches eine Mehrzahl von geschlossenen Hohlkammern, das heißt eine Mehrzahl von Hohlkammern mit einem jeweiligen geschlossenen Hohlquerschnitt aufweist.
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Zur Realisierung eines besonders geringen Gewichts des Halteteils ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Halteteil aus einem Leichtmetall beziehungsweise einer Leichtmetalllegierung, insbesondere aus Aluminium beziehungsweise einer Aluminiumlegierung, gebildet ist.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Halteanordnung eines ersten Bauteils an einem aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildeten zweiten Bauteil eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens. Bei der Halteanordnung ist wenigstens ein Halteteil auf einer ersten Seite des zweiten Bauteils angeordnet. Ferner ist das erste Bauteil auf einer der ersten Seite abgewandten, zweiten Seite des zweiten Bauteils angeordnet. Des Weiteren ist das erste Bauteil mittels des Halteteils am zweiten Bauteil gehalten, wobei das Halteteil aus einem metallischen Werkstoff hergestellt und als Strangpressprofil ausgebildet ist. Außerdem weist das Strangpressprofil erfindungsgemäß wenigstens eine Hohlkammer mit einem geschlossenen Hohlquerschnitt auf.
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Da das erste Bauteil auf der zweiten Seite und das Halteteil auf der ersten Seite angeordnet ist, lassen sich über das erste Bauteil auf das Halteteil wirkende Belastungen, insbesondere von dem zweiten Bauteil wegweisende Zugbelastungen, besonders gut über das Halteteil am aus dem faserverstärkten Kunststoff gebildeten zweiten Bauteil abstützen, ohne dass es zu Verformungen des Halteteils, zu Lastspitzen und daraus resultierenden Beschädigungen des zweiten Bauteils kommt.
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Bei dem faserverstärkten Kunststoff des zweiten Bauteils handelt es sich beispielsweise um kohlefaserverstärkten Kunststoff (CFK). Dadurch lässt sich einerseits eine besonders hohe Steifigkeit des zweiten Bauteils realisieren. Andererseits kann das Gewicht des zweiten Bauteils gering gehalten werden.
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Bei dem zweiten Bauteil handelt es sich beispielsweise um ein Karosseriebauteil des Kraftwagens, insbesondere Personenkraftwagens. Somit lässt sich das Gewicht der Karosserie insgesamt besonders gering halten.
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In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist an dem ersten Bauteil wenigstens ein eine korrespondierende Durchgangsöffnung des zweiten Bauteils durchdringendes Verbindungselement angeordnet, über welches das erste Bauteil mit dem Halteteil verbunden ist. Das Verbindungselement kann somit von dem ersten Bauteil und der ersten Seite durch die Durchgangsöffnung hindurch auf die zweite Seite zu dem Halteteil geführt werden. Hierdurch ist eine Befestigung des ersten Bauteils am Halteteil unter Umgehung des zweiten Bauteils realisierbar, so dass auf das erste Bauteil wirkende Kräfte zunächst zumindest im Wesentlichen direkt auf das Halteteil übertragen und abgeleitet werden können. Über das Halteteil können diese Belastungen dann besonders großflächig an das zweite Bauteil abgeleitet werden, wobei sich das Halteteil besonders großflächig am zweiten Bauteil abstützen kann. Belastungsspitzen und daraus resultierende Verformungen des Halteteils und Beschädigungen des zweiten Bauteils können vermieden werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Bauteil als Befestigungselement zum Befestigen wenigstens eines weiteren Elements ausgebildet. Hierdurch kann das weitere Element des Kraftwagens besonders fest am Befestigungselement gehalten werden, wobei auch sehr große über das weitere Element auf das Befestigungselement und das Halteteil wirkende Belastungen schadfrei aufgenommen und abgestützt werden können.
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Das Befestigungselement weist beispielsweise wenigstens eine Öse auf, an welcher ein Seilelement zu verzurren ist. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, mittels des Seilelements, welches auch ein Spannband sein kann, Transportgegenstände zu fixieren, so dass sich die Transportgegenstände nicht unkontrolliert in einem Stauraum des Kraftwagens umher bewegen. Dabei ist es möglich, auch besonders schwere und sperrige Transportgegenstände zu fixieren, da auch besonders hohe, über das Seilelement und das Befestigungselement auf das Halteteil wirkende Belastungen, insbesondere Zugkraftbelastungen, abgestützt werden können. Insbesondere ermöglicht es das Halteteil, schräg zur Fahrzeuglängsrichtung und schräg zur Fahrzeughochrichtung von dem zweiten Bauteil weg wirkende Zugkräfte aufzunehmen und an das zweite Bauteil abzuleiten, ohne dass es zu Belastungsspitzen und Beschädigungen des zweiten Bauteils kommt. Hierdurch können die Transportgegenstände besonders sicher fixiert werden.
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Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das zweite Bauteil als Bodenelement eines einen Stauraum des Kraftwagens in Fahrzeughochrichtung nach unten zumindest teilweise begrenzenden Bodens des Kraftwagens ausgebildet ist. Die stabile und feste Halterung von Transportgegenständen beispielsweise über das Seilelement am Befestigungselement ist besonders vorteilhaft, da dadurch eine einfache Ladegutsicherung realisierbar ist und vermieden werden kann, dass sich Transportgut unkontrolliert im Innenraum des Kraftwagens umher bewegen kann. Durch das Halteteil ist eine großflächige Versteifung realisierbar, so dass sich eine zumindest im Wesentlichen homogene Lastverteilung bei der Abstützung von auf das Halteteil wirkenden Kräften und Belastungen am zweiten Bauteil realisieren lässt.
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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. 1 dient dabei zur Erläuterung des Hintergrunds der Erfindung.
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Die Zeichnung zeigt in:
- 1 eine schematische Perspektivansicht eines Halteteils zum Halten eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil eines Kraftwagens;
- 2 eine schematische Perspektivansicht eines weiteren Halteteils für eine Halteeinrichtung zum Halten eines ersten Bauteils an einem aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildeten zweiten Bauteil eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, wobei das Halteteil aus einem metallischen Werkstoff hergestellt und als Strangpressprofil ausgebildet ist;
- 3 eine schematische Schnittansicht einer Anordnung des Halteteils gemäß 2 an dem zweiten Bauteil;
- 4 eine schematische und perspektivische Draufsicht des zweiten Bauteils, an dem jeweilige, erste Bauteile über jeweilige Halteteile gemäß 2 gehalten sind und
- 5 eine schematische und geschnittene Seitenansicht einer Halteanordnung eines der ersten Bauteile an dem zweiten Bauteil gemäß 4, bei welcher das erste Bauteil mittels eines Halteteils gemäß 2 am zweiten Bauteil gehalten ist.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Halteteil 10 zum Halten eines ersten Bauteils an einem aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildeten zweiten Bauteil eines Personenkraftwagens. Das Halteteil 10 weist eine zumindest im Wesentlichen flächige Erstreckung auf und ist vorliegend als Scheibe ausgebildet. Ferner ist das Halteteil 10 als Blechteil ausgebildet. Bei dem am zweiten Bauteil zu haltenden ersten Bauteil handelt es sich beispielsweise um ein Befestigungselement in Form einer sogenannten Verzurröse.
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An der Verzurröse kann ein weiteres Element in Form eines Seils festgezurrt werden kann. Das Seil wiederum kann Bestandteil eines Netzes oder eines Spannbands sein und zum Fixieren von Transportgut in einem Stauraum des Personenkraftwagens dienen. Mittels des Seils kann das Transportgut gegen unerwünschte, unkontrollierte Bewegungen im Stauraum gesichert werden. Bei einer solchen Fixierung von Transportgut kommt des üblicherweise zu über das Seil auf das Befestigungselement (Verzurröse) und das Halteteil 10 wirkende Zugkräfte und demzufolge zu Zugkraftbelastungen. Diese Zugkraftbelastungen wirken beispielsweise schräg zur Fahrzeughochrichtung und schräg zur Fahrzeuglängsrichtung, beispielsweise in Fahrzeuglängsrichtung von hinten unten nach vorne oben.
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Das Befestigungselement (erstes Bauteil beziehungsweise Verzurröse) ist dabei über das Halteteil 10 am zweiten Bauteil zu befestigen. Hierzu ist das Halteteil 10 am zweiten Bauteil abgestützt und gegebenenfalls am zweiten Bauteil befestigt. Es hat sich gezeigt, dass es bei über das erste Bauteil auf das Halteteil 10 wirkenden Belastungen, insbesondere Zugkraftbelastungen, zu starken Verformungen des Halteteils 10 kommen kann. Daraus resultieren Lastspitzen, die nur sehr ungünstig von dem beispielsweise aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff gebildeten zweiten Bauteil aufgenommen werden können. Aus den Lastspitzen resultieren somit Beschädigungen des zweiten Bauteils. Das zweite Bauteil kann beispielsweise aufreißen, so dass sich das Halteteil 10 und in der Folge das Befestigungselement (erstes Bauteil) vom zweiten Bauteil lösen.
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Diese Probleme können durch ein in 2 dargestelltes Halteteil 11 für eine aus 3 erkennbare Halteeinrichtung 12 vermieden werden. 4 und 5 zeigen dabei eine im Ganzen mit 14 bezeichnete Halteanordnung eines ersten Bauteils in Form eines Befestigungselements, welches als Verzurröse 16 ausgebildet ist. Die Verzurröse 16 umfasst einen Grundkörper 18 und einen am Grundkörper 18 relativ zum Grundkörper 18 verschwenkbares Ösenelement 20, durch welches eine Öse gebildet ist. An dem Ösenelement 20 kann ein Verzurrelement, beispielsweise ein Seil, verzurrt werden, so dass mittels des Seils Transportgegenstände in einem Stauraum des Personenkraftwagens fixiert werden können.
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Wie aus 3 bis 5 erkennbar ist, ist das Halteteil 11 gemäß 2 auf einer ersten Seite 22 des in 3 bis 5 mit 24 bezeichneten zweiten Bauteils anzuordnen beziehungsweise im Rahmen der Halteanordnung 14 angeordnet. Mittels des Halteteils 11 ist die auf einer der ersten Seite 22 abgewandten zweiten Seite 26 anzuordnende beziehungsweise angeordnete Verzurröse 16 am zweiten Bauteil 24 zu halten beziehungsweise im Rahmen der Halteanordnung 14 gehalten. Das Halteteil 11 ist dabei aus einem metallischen Werkstoff hergestellt und als Strangpressprofil ausgebildet.
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Das Strangpressprofil, das heißt das Halteteil 11 weist zwei geschlossene Hohlkammern 28 auf. Dies bedeutet, dass die Hohlkammern 28 jeweils einen geschlossenen Hohlquerschnitt 32 aufweisen. Wie besonders gut aus 3 erkennbar ist, unterscheiden sich die geschlossenen Hohlquerschnitte 32 in ihrem jeweiligen Flächeninhalt voneinander.
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Aus 4 ist erkennbar, dass das zweite Bauteil 24 beispielsweise als Bodenelement eines einen Stauraum des Personenkraftwagens in Fahrzeughochrichtung nach unten zumindest teilweise begrenzenden Bodens des Personenkraftwagens ausgebildet ist. Das aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildete zweite Bauteil 24 ist vorliegend zumindest im Wesentlichen rahmenförmig ausgebildet. Wie aus 4 ferner zu erkennen ist, sind vier Halteanordnungen 14 vorgesehen, bei denen jeweils eine Verzurröse 16 mittels eines jeweiligen Halteteils 11 am zweiten Bauteil 14 gehalten ist.
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Ist beispielsweise Transportgut mittels wenigstens eines Seilelements, welches an der jeweiligen Verzurröse 16 befestigt ist, im Stauraum des Personenkraftwagens fixiert und wird der vorwärtsfahrende Personenkraftwagen stark abgebremst, so wirken auf das Transportgut Beschleunigungen und daraus resultierende Beschleunigungskräfte, welche über das Seilelement auf die jeweilige Verzurröse 16 übertragen werden. Diese Beschleunigungskräfte sind Zugkräfte beziehungsweise Zugkraftbelastungen, die in 5 durch einen Richtungspfeil 34 veranschaulicht sind und von dem zweiten Bauteil 24 wegwirken bzw. weg gerichtet sind. Wie anhand des Richtungspfeils 34 erkennbar ist, wirken die Zugkräfte in Fahrzeuglängsrichtung von hinten unten nach vorne oben.
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Das Halteteil 11 weist nun eine besonders steife Geometrie sowie eine besonders große lasttragende Fläche 36 auf, über die die Zugkräfte besonders großflächig vom Halteteil 11 an das zweite Bauteil 24 abgeleitet werden können. Die lasttragende Fläche 36 ist dabei durch die Geometrie des Halteteils 11 ausgesteift, so dass Verformungen des Halteteils 11 auch bei sehr hohen Zugkraftbelastungen vermieden werden können.
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Ferner ist eine besonders homogene Lastverteilung über die lasttragende Fläche 36 hinweg realisierbar, so dass bei der Übertragung der Zugkräfte vom Halteteil 11 auf das zweite Bauteil 24 Lastspitzen und daraus resultierende Beschädigungen des zweiten Bauteils 24 vermieden werden können. Darüber hinaus können auch Beschädigungen und Verformungen des Halteteils 11 selbst vermieden werden, so dass eine sichere Fixierung des Transportguts realisierbar ist.
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Die jeweiligen Hohlquerschnitt 32 begrenzende Wandungen 37 des Strangpressprofils wirken als zusätzliche Versteifungsstreben, durch die die lasttragende Fläche 36 bildende Wandungen 38 des Strangpressprofils ausgestaltet sind. Hierdurch können Verformungen, insbesondere plastische Verformungen, von Funktionsflächen des Halteteils 11 vermieden werden. Die Versteifungsstreben sorgen somit für eine großflächige Versteifung beziehungsweise Aussteifung des Halteteils 11 zur Realisierung einer besonders homogenen Lastverteilung.
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Aus 5 ist erkennbar, dass an der Verzurröse 16, insbesondere am Grundkörper 18, Verbindungselemente in Form von Verbindungslaschen 40 angeordnet sind. Die Verbindungslaschen 40 können einstückig mit dem Grundkörper 18 ausgebildet sein. Alternativ dazu können die Verbindungslaschen 40 separat vom Grundkörper 18 ausgebildet und mit diesem verbunden sein. Ferner ist am Grundkörper 18 ein weiteres Verbindungselement 42 vorgesehen. Das Verbindungselement 42 ist beispielsweise einstückig mit den Verbindungslaschen 40 ausgebildet.
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Die Verbindungslaschen 40 und das Verbindungselement 42 durchdringen beispielsweise jeweilige, korrespondierende Durchgangsöffnungen 44 (3) des zweiten Bauteils 24, so dass sie über die Durchgangsöffnungen 44 von der Verzurröse 16 und somit von der zweiten Seite 26 über die Durchgangsöffnungen 44 zum Halteteil 11 und somit auf die erste Seite 22 geführt sind. Auf der ersten Seite 22, das heißt auf Seiten des Halteteils 11 sind die Verbindungslaschen 40 und das Verbindungselement 42 in jeweils korrespondierenden Aufnahmeöffnungen 46 des Halteteils 11 aufgenommen. Vorliegend sind die Aufnahmeöffnungen 46 als Durchgangsöffnungen ausgebildet. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Verbindungslaschen 40 und das Verbindungselement 42 mit dem Halteteil 11 verbunden beziehungsweise an diesem befestigt sind, so dass die Verzurröse 16 über die Verbindungslaschen 40 und das Verbindungselement 42 mit dem Halteteil 11 verbunden ist. Diese Verbindung erfolgt unter Umgehung des zweiten Bauteils 24, so dass die auf die Verzurröse 16 wirkenden Zugkräfte zumindest im Wesentlichen direkt in das Halteteil 11 und von diesem besonders großflächig auf das zweite Bauteil 24 übertragen werden können. Hierdurch können auch besonders hohe Belastungen aufgenommen werden, ohne dass es zu übermäßigen Lastspitzen kommt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Halteteil
- 11
- Halteteil
- 12
- Halteeinrichtung
- 14
- Halteanordnung
- 16
- Verzurröse
- 18
- Grundkörper
- 20
- Ösenelement
- 22
- erste Seite
- 24
- zweites Bauteil
- 26
- zweite Seite
- 28
- Hohlkammer
- 32
- Hohlquerschnitt
- 34
- Richtungspfeil
- 36
- lasttragende Fläche
- 37
- Wandung
- 38
- Wandung
- 40
- Verbindungslasche
- 42
- Verbindungselement
- 44
- Durchgangsöffnung
- 46
- Aufnahmeöffnung
