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Die Erfindung betrifft ein Heckmittelstück für eine Personenkraftwagenkarosserie gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Aus Personenkraftwagen sind Heckmittelstücke bekannt, welche sich in Fahrzeugquerrichtung zwischen jeweiligen hinteren Längsträgern erstrecken und die Karosserie nach hinten hin abschließen. Dabei weißt das Heckmittelstück einen Mittelbereich auf, an welchen sich in Fahrzeugquerrichtung beidseitig jeweilige Seitenbereiche anschließen. Heckmittelstücke für Personenkraftwagenkarosserien sind herkömmlicherweise aus Stahl gebildet und weisen daher ein hohes Gewicht auf.
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Der Aufbau eines Heckmoduls für Personenkraftfahrzeuge, deren Karosserie zwei Längsträger und ein Heck mit einem Heckmittelstück aus Stahl oder Aluminium aufweist ist beispielsweise aus der
DE 100 60 784 A1 bekannt.
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Die
US 2005/0200164 A1 offenbart eine Personenkraftwagenkarosserie mit einer Bodenstruktur, einem Dach und einer Seitenwand mit einer Türöffnung, welche mit dem Dach und der Bodenstruktur verschweißt ist, wobei die Seitenwand als Tailored-Welded Blank aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Heckmittelstück der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Gewicht besonders gering gehalten werden kann und welches eine einfache und kostengünstige Herstellung der Personenkraftwagenkarosserie ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch ein Heckmittelstück mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um ein Heckmittelstück der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Gewicht besonders gering gehalten werden kann und welches eine einfache und kostengünstige Herstellung der Personenkraftwagenkarosserie ermöglicht, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Mittelbereich aus einer Aluminiumlegierung, beziehungsweise Aluminium gebildet ist, wobei die Seitenbereiche des Heckmittelstücks aus einem Stahl gebildet sind. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Heckmittelstück als Hybridbauteil ausgebildet ist. Das Hybridbauteil weist einen Aluminiumanteil auf, so dass das Gewicht des Heckmittelstücks besonders gering gehalten werden kann. Ferner weißt das Hybridbauteil einen Stahlanteil auf, so dass beispielsweise bereits bestehende Fertigungslinien zum Herstellen von Personenkraftwagenkarosserien mit dem erfindungsgemäßen Heckmittelstück weiter verwendet werden können. Das erfindungsgemäße Heckmittelstück kann somit nach dem Leichtbau-Prinzip ausgestaltet werden, wobei ein besonders hoher Grad der Hybridisierung erzielbar ist. Dabei ist es möglich, in konventionellen Stahl-Fertigungslinien den Aluminium-Anteil zu erhöhen und dabei trotz der erfindungsgemäßen Hybridisierung eine bereits bestehende Fügefolge und bereits bestehende Produktionsanlagen beizubehalten. Durch die Hybridisierung ist es ferner möglich, auch bestehende Fügeverfahren zum Herstellen des Heckmittelstücks beizubehalten.
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Um das Gewicht des Heckmittelstücks besonders gering zu halten, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Mittelbereich eine größere, bezogen auf den fertig hergestellten Zustand der Personenkraftwagenkarosserie in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Erstreckung aufweist als die jeweiligen Seitenbereiche. Dadurch kann ein besonders hoher Aluminiumanteil dargestellt werden.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Heckmittelstück in Schalenbauweise ausgebildet ist und zumindest zwei miteinander verbundene Schalenelemente aufweist. Das jeweilige Schalenelement weist einen im Mittelbereich des Heckmittelstücks angeordneten ersten Teil aus Aluminiumlegierung und sich beidseitig an den ersten Teil anschließende, in den jeweiligen Seitenbereichen angeordnete zweite Teile aus Stahl auf. Dabei ist das jeweilige Schalenelement beispielsweise als maßgeschneiderte Platine, insbesondere als Tailored-Welded Blank (TWB), ausgebildet.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der erste Teil mit den zweiten Teilen des jeweiligen Schalenelements unter Ausbildung jeweiliger Nähte stoffschlüssig verbunden ist. Der erste Teil ist beispielsweise durch ein Aluminiumbauteil, insbesondere ein Aluminiumblech, gebildet, wobei die zweiten Teile jeweils durch ein Stahlbauteil, insbesondere ein Stahlblech, gebildet sind. Die Stahlbleche sind unter Ausbildung jeweiliger Nähte, beispielsweise Schweißnähte oder Lötnähte, mit dem Aluminiumblech des jeweiligen Schalenelements verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Nähte eines der Schalenelemente und die Nähte des anderen Schalenelements in Längserstreckungsrichtung des Heckmittelstücks zueinander versetzt angeordnet sind. Hierdurch können die Schalenelemente besonders einfach und kostengünstig miteinander verbunden werden.
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Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die jeweilige Naht eines der Schalenelemente zumindest teilweise in einer Aufnahme des anderen Schalenelements aufgenommen ist. Hierdurch können die Schalenelemente flächig und/oder zumindest im Wesentlichen lückenlos aneinander anliegen und besonders vorteilhaft miteinander verbunden werden. Ferner ist es möglich, durch diese Bauweise bereits bestehende Fertigungslinien weiter zu verwenden, so dass sich eine besonders kostengünstige Herstellung von Personenkraftwagenkarosserien mit dem erfindungsgemäßen Heckmittelstück realisieren lässt. Darüber hinaus ist es möglich, die jeweiligen Nähte außerhalb eines Sichtbereichs anzuordnen, so dass die Nähte beispielsweise durch einen Deckel, insbesondere einen Heckdeckel, und/oder durch wenigstens ein Verkleidungsteil, beispielsweise eine Stoßfängerverkleidung, überdeckt werden. Darüber hinaus ermöglicht die hybride Bauweise des Heckmittelstücks nicht nur die Darstellung eines besonders geringen Gewichts, sondern auch eines besonders vorteilhaften Unfallverhaltens (crash-performance) des Heckmittelstücks.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. 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 Vorderansicht eines Heckmittelstücks für eine Personenkraftwagenkarosserie, welches wenigstens einen Mittelbereich sowie in Fahrzeugquerrichtung beidseitig daran anschließende Seitenbereiche aufweist, wobei der Mittelbereich aus Aluminium und die Seitenbereiche aus einem Stahl gebildet sind; und
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2 eine schematische Querschnittsansicht des Heckmittelstücks.
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1 zeigt in einer schematischen Vorderansicht ein Heckmittelstück 10 für eine Personenkraftwagenkarosserie. Das Heckmittelstück 10 weist einen Mittelbereich 12 sowie in Fahrzeugquerrichtung beidseitig an den Mittelbereich 12 anschließende Seitenbereiche 14 und 16 auf. Das Heckmittelstück 10 ist als Hybridbauteil ausgebildet, wobei der Mittelbereich 12 aus Aluminium beziehungsweise einer Aluminiumlegierung und die Seitenbereiche 14 und 16 aus einem Stahl gebildet sind.
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Aus 2 ist erkennbar, dass das Heckmittelstück 10 in Schalenbauweise ausgebildet ist und ein erstes Schalenelement 18 als Innenteil und ein zweites Schalenelement 20 als Außenteil umfasst. Die Schalenelemente 18 und 20 sind über jeweilige Fügeflansche 22 unter Ausbildung eines geschlossenen Hohlquerschnitts 24 des Heckmittelstücks 10 miteinander gefügt. Beispielsweise sind die Schalenelemente 18 und 20 stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt oder miteinander verlötet. Das jeweilige Schalenelement 18 und 20 ist als maßgeschneiderte Platine, insbesondere als Tailored-Welded Blank (TWB) ausgebildet.
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Aus 1 ist erkennbar, dass das Schalenelement 20 einen im Mittelbereich 12 angeordneten ersten Teil aus Aluminium und sich beidseitig an den ersten Teil 26 anschließende, in den jeweiligen Seitenbereichen 14 und 16 angeordnete zweite Teile 28 und 30 aus Stahl aufweist. Das Schalenelement 18 weist einen im Mittelbereich 12 angeordneten ersten Teil 32 aus Aluminium und sich beidseitig an den ersten Teil 32 anschließende und in den jeweiligen Seitenbereichen 14 und 16 angeordnete zweite Teile 34 und 36 aus Stahl auf.
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Die jeweiligen ersten Teile 26 und 32 sind beispielsweise als Aluminiumbauteil, insbesondere als Aluminiumblech, ausgebildet. Die jeweiligen zweiten Teile 28 und 30 bzw. 34 und 36 sind beispielsweise als Stahlbauteile, insbesondere als Stahlbleche, ausgebildet.
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Das den ersten Teil 34 des Schalenelements 18 bildende Stahlbauteil ist unter Ausbildung einer ersten Naht stoffschlüssig mit dem den ersten Teil 32 bildenden Aluminiumbauteil verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet. Das den zweiten Teil 36 bildende Stahlbauteil ist mit dem den ersten Teil 32 bildenden Aluminiumbauteil unter Ausbildung einer zweiten Naht stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet. Die erste Naht ist in 1 durch eine strichpunktierte Linie 38 veranschaulicht, wobei die zweite Naht in 1 durch eine strichpunktierte Linie 40 veranschaulicht ist.
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Das den zweiten Teil 28 des Schalenelements 20 bildende Stahlbauteil ist unter Ausbildung einer dritten Naht stoffschlüssig mit dem den ersten Teil 26 des Schalenelements 20 bildenden Aluminiumbauteil stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet. Ferner ist das den zweiten Teil 30 des Schalenelements 20 bildende Stahlbauteil stoffschlüssig mit dem den ersten Teil 26 des Schalenelements 20 bildenden Aluminiumbauteil unter Ausbildung einer vierten Naht stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet. Die dritte Naht ist in 1 durch eine strichpunktierte Linie 42 veranschaulicht, wobei die vierte Naht durch eine strichpunktierte Linie 44 veranschaulicht ist.
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Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass die erste Naht an der Stelle der strichpunktierten Linie 42 und die zweite Naht an der Stelle der strichpunktierten Linie 44 angeordnet ist, wobei die dritte Naht an der Stelle der strichpunktierten Linie 38 und die vierte Naht an der Stelle der strichpunktierten Linie 40 angeordnet ist.
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Aus 1 ist anhand der strichpunktierten Linien 38, 40, 42 und 44 erkennbar, dass die Nähte des Schalenelements 18 und die Nähte des Schalenelements 20 in Längserstreckungsrichtung des Heckmittelstücks 10 zueinander versetzt angeordnet sind. Die Längserstreckungsrichtung des Heckmittelstücks 10 fällt dabei mit der Fahrzeugquerrichtung zusammen.
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Darüber hinaus ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Nähte des Schalenelements 18 zumindest teilweise in korrespondierenden Aufnahmen des Schalenelements 20 angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Nähte des Schalenelements 20 zumindest teilweise in korrespondierenden Aufnahmen des Schalenelements 18 aufgenommen sind. Diese jeweilige Aufnahme zum Aufnehmen der jeweiligen Naht ist beispielsweise eine Rinne oder Sicke des Schalenelements 18 bzw. 20. Dadurch können die Schalenelemente 18 und 20 flächig und beispielsweise lückenlos aneinander anliegen. Durch diese Bauweise ist es möglich, das als Hybridbauteil ausgebildete Heckmittelstück 10 in bereits bestehenden Fertigungslinien, mittels welcher Personenkraftwagenkarosserien mit herkömmlichen Heckmittelstücken aus Stahl gefertigt werden, zu verwenden, um mittels der bereits bestehenden Fertigungslinien Personenkraftwagenkarosserien mit dem Heckmittelstück 10 zu fertigen. Darüber hinaus kann aufgrund der Ausgestaltung des Heckmittelstücks 10 als Hybridbauteil das Gewicht des Heckmittelstücks 10 besonders gering gehalten werden.
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Das Heckmittelstück 10 ist beispielsweise in einem Heckbereich der Karosserie angeordnet, in welchem auch ein Kofferraum angeordnet ist. Die Abdichtung des Kofferraums kann beispielsweise durch eine Formteil-Dichtung auch über die Nähte hinweg sichergestellt werden.
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Aus 2 ist eine Anbindung des Heckmittelstücks 10 an ein Muldenelement 46 erkennbar, wobei das Muldenelement 46 und das Heckmittelstück 10 über jeweilige Fügeflansche 48 gefügt sind. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Muldenelement 46, welches auch als „Ersatzradmulde” bezeichnet wird, aus einem Kunststoff gebildet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10060784 A1 [0003]
- US 2005/0200164 A1 [0004]
