DE102014212788A1

DE102014212788A1 - Luftausgleichsbehälter

Info

Publication number: DE102014212788A1
Application number: DE102014212788.2A
Authority: DE
Inventors: Ingo Lauer; Marc Erdmann; Gerhard Zeller
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-07-02
Filing date: 2014-07-02
Publication date: 2016-01-07
Also published as: WO2016001268A1; CN106660423A; US20170106709A1; US10414231B2; CN106660423B

Abstract

Ein Luftausgleichsbehälter eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, ist mit Anbindungsstellen versehen, die in einer ersten Ebene des Behälters liegen und zur Anbindung an eine Struktur des Fahrzeugs ausgebildet sind, wobei der Behälter als tragendes Bauteil ausgebildet ist, und in einer von der ersten Ebene beabstandeten zweiten Ebene weitere Anbindungsstellen aufweist, die zur Anbindung an die Struktur des Fahrzeugs ausgebildet sind.

Description

Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, weisen üblicherweise ein Achssystem auf. Ist das Achssystem mit einer Luftfederung versehen, so wird ein Behälter benötigt, der als Luftausgleichsvolumen genützt wird.
Allerdings benötigt ein derartiger Behälter Bauraum, der auch für Tragstrukturen der Karosserie des Fahrzeugs benötigt wird. Bislang wurde der Behälter so an eine Struktur oder Tragstruktur der Karosserie angeschraubt, dass die Kräfte aus der Radaufhängung in die Karosserie abgestützt werden konnten.
Die infolge des vorhandenen Behälters fehlenden Tragstrukturen wirken sich negativ auf die Steifigkeits- und Festigkeitsfunktionen des Fahrzeugs aus. Daher müssen an anderer Stelle entsprechende Kompensationsmaßnahmen ergriffen werden, die allerdings wiederum einen erhöhten Kostenaufwand und/oder ein erhöhtes Gewicht mit sich bringen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines als Luftausgleichsvolumen ausgebildeten Behälters, der insoweit verbessert ist, dass der Aufwand für Kompensationsmaßnahmen verringert wird.
Die Aufgabe wird durch einen Behälter gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters gemäß der Erfindung vorgeschlagen.
Mit dem Behälter gemäß der Erfindung kann eine Einbindung des Behälters als tragendes Teil für die Karosseriesteifigkeit durch zusätzliche Anbindungsstellen oder Befestigungspunkte in einer zweiten Ebene erzielt werden.
Hierdurch ergeben sich Ersparnisse in Bezug auf Gewicht und Kosten, eine Verringerung des erforderlichen Bauraums und eine Vergrößerung des Kofferraumvolumens eines Kraftfahrzeugs.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen.
Begriffe wie „vorn”, „hinten”, „oben”, „unten” sind in Bezug auf ein übliches Kraftfahrzeug zu verstehen, das sich auf einer ebenen Straße befindet und dessen normale Fahrtrichtung jene nach vorn ist.
In den Figuren zeigen:
1 eine Ansicht von unten auf einen Behälter gemäß der Erfindung, der als Luftausgleichsvolumen ausgebildet ist;
2 einen Längsschnitt entlang A-A von 1;
3 einen 2 entsprechenden, schematisch vereinfachten Schnitt zur Erläuterung, wie der Behälter an einen Längsträger eines Kraftfahrzeugs angeschraubt ist;
4 eine Perspektivansicht des Behälters, der ein Verstärkungsprofilteil mit vier Schenkeln aufweist;
5 einen Längsschnitt durch einen Behälter mit einer oberen und einer unteren Halbschale;
6 einen Längsschnitt durch eine Vorstufe eines Behälters mit einer oberen und einer unteren Halbschale, die teleskopartig gegeneinander verschiebbar sind; und
7 schematisch stark vereinfachte Schnitte durch einen Behälter zur Verdeutlichung von dessen Abmessungen (Länge, Breite, Höhe).
1 zeigt eine Ansicht von unten auf einen Behälter 10 gemäß der Erfindung. Der Behälter 10 weist im Wesentlichen die Form einer länglichen Dose auf, wie dies nachstehend genauer unter Bezugnahme auf 7 erklärt wird.
Der Behälter 10 weist eine vordere Lasche 12 und eine hintere Lasche 14 auf. Im Zentrum an der Unterseite ist eine Federbeinaufnahme 16 zur Aufnahme eines Federbeins einer Luftfederung vorgesehen.
Die vordere Lasche 12 weist Löcher 18, 20 auf, die als weitere Anbindungsstellen dienen. Entsprechend weist die hintere Lasche 14 Löcher 22, 24 auf, die ebenfalls als weitere Anbindungsstellen dienen.
2 ist ein Längsschnitt durch einen Längsträger 26 eines Kraftfahrzeugs, der einen Hohlraum aufweist, in welchen der Behälter 10 eingebaut ist.
Bislang wurde ein herkömmlicher Behälter nur mit Schrauben 30, 32 an seiner Oberseite an dem Längsträger 26 befestigt.
Gemäß der Erfindung wird der Behälter 10 durch weitere Anbindungsstellen, von denen zwei in 2 als Schrauben oder Schraubenbolzen 34, 36 gezeigt sind, an den Längsträger 26 angebunden.
Die gemäß der Erfindung erzielte Tragstruktur ist schematisch stark vereinfacht in 3 dargestellt. Hierbei bildet der obere Abschnitt des Hohlraums des Längsträgers 26 einen Obergurt 28 und bildet der an den Längsträger 26 angebundene Behälter 10 einen Untergurt der sich ergebenden Tragstruktur.
4 ist eine Perspektivansicht eines Behälters 10, der wie voranstehend geschildert mit einer vorderen Lasche 12, die zwei Löcher 18 und 20 aufweist, und mit einer hinteren Lasche 14 versehen ist, die zwei Löcher 22, 24 aufweist.
Weiterhin weist der Behälter ein Verstärkungsprofilteil 40 auf, das mit vier Schenkeln 42, 44, 46, 48 versehen ist, die annähernd in Form eines „X” angeordnet sind.
Hierbei sind die beiden vorderen Schenkel 42, 44 mit der vorderen Lasche 12 verbunden und sind die beiden hinteren Schenkel 46, 48 mit der hinteren Lasche 14 verbunden. Durch das Verstärkungsprofilteil 40 kann eine erheblich vergrößerte Steifigkeit, insbesondere Biegesteifigkeit, des Behälters 10 mit geringem Aufwand erzielt werden. Weiterhin wird eine verbesserte Krafteinleitung in den Längsträger 26 erzielt.
5 ist eine Schnittansicht durch einen Behälter 50 gemäß der Erfindung, der eine obere Halbschale 52 und eine untere Halbschale 54 aufweist, die beide aus Stahl bestehen. Hierbei beträgt die Dicke d der oberen Halbschale 52 etwa 3 mm, zur Vermeidung einer Verwölbung, und beträgt die Dicke d der unteren Halbschale 54 etwa 2 bis 2,5 mm.
Die beiden Halbschalen 52, 54 des Behälters 50 sind durch eine umlaufende Schweißnaht 56 miteinander verbunden. Ein derartiger Behälter ist für einen Arbeitsdruck von 20 bar und einen Berstdruck von 30 bar ausgelegt.
6 zeigt eine Ausführungsform eines Behälters 60 gemäß der Erfindung, der ebenfalls eine obere Halbschale 62 und eine untere Halbschale 64 aufweist. Auch diese beiden Halbschalen bestehen, wie bei der in 5 dargestellten Ausführungsform, aus Stahl. Die beiden Halbschalen 62, 64 sind in Richtung des Pfeils in 6 teleskopartig gegeneinander verschiebbar.
Bei der Herstellung des Behälters 60 wird so vorgegangen, dass durch teleskopartiges gegenseitiges Verschieben der oberen Halbschale 62 und der unteren Halbschale 64 ein gewünschtes Luftausgleichsvolumen im Innern des Behälters 60 erreicht ist. Dann wird die obere Halbschale 62 mit der unteren Halbschale 64 zur Ausbildung eines druckdichten Behälters verbunden, und zwar bei einer Ausbildung der beiden Halbschalen 62, 64 durch eine umlaufende Schweißnaht.
Bei der Ausbildung des Behälters 60 aus teleskopartig gegeneinander verschiebbaren Halbschalen 62 und 64 werden die Herstellung und die Lagerhaltung verbilligt und erleichtert, da nur jeweils eine einzige Art einer oberen Halbschale 62 und einer entsprechenden unteren Halbschale 64 hergestellt und gelagert werden muss, und dennoch unterschiedliche Luftausgleichsvolumina und damit unterschiedliche fertige Behälter 60 zur Verfügung gestellt werden können.
Wie in 7 dargestellt, weist der Behälter 10 gemäß der Erfindung im Wesentlichen die Form einer flachen Dose auf. Hierbei beträgt die Höhe H etwas das 1,5- bis 2-fache der Breite B, und beträgt die Länge L etwa das 5- bis 7-fache der Höhe H.
Bezugszeichenliste

10: Behälter
12: Lasche (vordere)
14: Lasche (hintere)
16: Federbeinaufnahme
18: Loch (von 12)
20: Loch (von 12)
22: Loch (von 14)
24: Loch (von 14)
26: Längsträger
28: Obergurt
30: Schraube (Schraubenbolzen)
32: Schraube (Schraubenbolzen)
34: Schraube (Schraubenbolzen)
36: Schraube (Schraubenbolzen)
40: Verstärkungsprofilteil
42: Schenkel (von 40)
44: Schenkel (von 40)
46: Schenkel (von 40)
48: Schenkel (von 40)
50: Behälter
52: obere Halbschale
54: untere Halbschale
56: Schweißnaht
60: Behälter
62: obere Halbschale
64: untere Halbschale

Claims

Als Luftausgleichsvolumen eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, ausgebildeter Behälter (10), der mit Anbindungsstellen (30, 32) versehen ist, die in einer ersten Ebene des Behälters liegen und zur Anbindung an eine Struktur (26) des Fahrzeugs ausgebildet sind, wobei der Behälter (10) als tragendes Bauteil ausgebildet ist, und in einer von der ersten Ebene beabstandeten zweiten Ebene weitere Anbindungsstellen (18, 20, 22, 24) aufweist, die zur Anbindung an die Struktur (26) des Fahrzeugs ausgebildet sind.
Behälter nach Anspruch 1, bei welchem eine erste Lasche (12) und eine zweite Lasche (14) vorgesehen sind, wobei die erste Lasche (12) von der Vorderseite des Behälters (10) nach vorn vorspringt und die zweite Lasche (14) von der Rückseite des Behälters (10) aus nach hinten vorspringt, die erste Lasche (12) zwei als Anbindungsstellen ausgebildete Löcher (18, 20) und die zweite Lasche (14) zwei als Anbindungsstellen ausgebildete Löcher (22, 24) aufweist, und die vier Löcher (18, 20, 22, 24) die vier Ecken eines Rechtecks bilden.
Behälter nach Ansprüchen 1 oder 2, der im wesentlichen die Form eines am Vorderende und am Hinterende abgerundeten flachen Quaders aufweist, dessen Breite (B) etwa das Doppelte seiner Höhe (H) beträgt, und dessen Länge (L) etwas das Drei- bis Vierfache der Höhe (H) beträgt.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der mit einer Federbeinaufnahme (16) versehen ist, durch welche von einer Achse des Fahrzeugs einwirkende Kräfte in den Behälter (10) eingeleitet werden.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem im Inneren ein den Behälter (10) versteifendes Verstärkungsprofilteil (40) vorgesehen ist, das vier Schenkel (42, 44, 46, 48) aufweist, die in Form eines „X” angeordnet sind.
Behälter (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, welcher eine obere Halbschale (52) und eine untere Halbschale (54) aufweist.
Behälter nach A6, bei welchem die obere Halbschale (52) und die untere Halbschale (54) des Behälters (50) durch eine umlaufende Schweißnaht (56) verbunden sind.
Träger (26) eines Fahrzeugs, wobei der Träger (26) eine Aussparung zur Aufnahme eines Behälters (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweist, und der Behälter (10) an seinen in der ersten Ebene des Behälters vorgesehenen Anbindungsstellen (30, 32) und an seinen in der zweiten Ebene vorgesehenen weiteren Anbindungsstellen (18, 20, 22, 24) an den Träger (26) angebunden ist, so dass der Behälter (10) die Aussparung im Träger (26) überbrückt und so einen tragenden Gurt bildet.
Verfahren zur Herstellung eines Behälters nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit folgenden Schritten: – Bereitstellung einer oberen Halbschale (62) und einer unteren Halbschale (64) des Behälters (60); – wobei die obere Halbschale (62) und die untere Halbschale (64) teleskopartig in Richtung der Höhe des Behälters (60) gegeneinander verschiebbar ausgebildet sind; – teleskopartiges gegenseitiges Verschieben der oberen Halbschale (62) und der unteren Halbschale (64), bis ein gewünschtes Luftausgleichsvolumen im Inneren des Behälters (60) erreicht ist; und – Verbinden der oberen Halbschale (62) mit der unteren Halbschale (64) zur Ausbildung eines druckdichten Behälters (60).