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Vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere die Ausbildung der Verbindung zwischen Karosserie und Achsträger.
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Im Stand der Technik wird bei Kraftfahrzeugen die Karosserie mit dem Achsträger üblicherweise verschraubt. Dies erfolgt mit oder ohne Trägerlager an der Karosserie. Kräfte zwischen Fahrzeug und Karosserie müssen dabei über Haftreibung übertragen werden. Bei Verwendung von Zentrierpins kommt es zu Verspannungen an den Achsträgerlagern. Die Achsträgerlager werden zur Komfortverbesserung, insbesondere bezüglich Akustik, im Achsträger eingesetzt. Eine steife Anbindung würde jedoch die Fahreigenschaften verbessern.
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Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung ein Fahrzeug anzugeben, dessen Verbindung zwischen Achsträger und Karosserie bei kostengünstiger Herstellung und einfacher Montage dauerfest betrieben werden kann. Gleichzeitig soll die Verbindung möglichst steif sein und möglichst wenig Körperschall leiten.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zum Gegenstand.
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Somit wird die Erfindung gelöst durch ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Karosserie und einen Achsträger. Der Achsträger dient zur Aufnahme zumindest einer Radaufhängung. Insbesondere werden an dem Achsträger zwei gegenüberliegende Radaufhängungen montiert. Im Rahmen der Erfindung ist zumindest eine Verbindungsstelle vorgesehen, an der der Achsträger mit der Karosserie verbunden ist. Die einzelne Verbindungsstelle umfasst eine erste Erhebung, deren Innenseite einen einseitig offenen ersten Hohlraum bildet. Des Weiteren umfasst die Verbindungsstelle eine zweite Erhebung, deren Außenseite formschlüssig im ersten Hohlraum sitzt.
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Gemäß einer ersten Variante ist die erste Erhebung integraler Bestandteil der Karosserie. Die zweite Erhebung ist integraler Bestandteil des Achsträgers. Gemäß einer zweiten Variante ist die erste Erhebung integraler Bestandteil des Achsträgers und die zweite Erhebung ist integraler Bestandteil der Karosserie. In der ersten Variante sind die Erhebungen somit in Richtung der Karosserie ausgebildet, sodass die Verbindungsstelle einen karosserieseitigen Dom bildet. In der zweiten Variante sind die Erhebungen in Richtung des Achsträgers ausgebildet, sodass die Verbindungsstelle achsträgerseitig einen Dom bildet.
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Erfindungsgemäß sind die Innenseite der ersten Erhebung und die Außenseite der zweiten Erhebung kegelförmig oder pyramidenförmig ausgebildet. Dadurch ist es möglich, dass die beiden Erhebungen über eine möglichst große Fläche flächig aneinanderliegen und somit ein Formschluss entsteht. Die wesentliche Kraftübertragung zwischen Karosserie und Achsträger erfolgt über diesen Formschluss. Je nach Dimensionierung der Erhebungen und somit je nach der Fläche, über die die Kraft übertragen wird, kann eine möglichst steife Verbindungsstelle ausgebildet werden.
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Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die beiden Erhebungen miteinander verschraubt und/oder verklebt sind. Die Verschraubung beziehungsweise die Verklebung dient dabei im Wesentlichen nur als Sicherung. Die Verschraubung muss dabei nicht über die Vorspannkraft die Lasten in die Karosserie einleiten. Die Verschraubung kann somit wesentlich kleiner ausfallen als im Stand der Technik. Bei Verwendung lediglich einer Verschraubung, ohne Verklebung, ist die Verbindungsstelle leicht demontierbar.
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Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass auch die Außenseite der ersten Erhebung kegelförmig oder pyramidenförmig ist. Auf dieser Außenseite der ersten Erhebung sitzt dabei ein Einleger. Dieser Einleger sitzt formschlüssig auf der Außenseite der ersten Erhebung.
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Bevorzugt ist eine Schraube vorgesehen, die sich durch beide Erhebungen und den Einleger erstreckt. Über den Einleger kann die Kraft der Schraube über eine große Fläche, insbesondere auf die ganze erste Erhebung verteilt werden.
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Zusätzlich oder alternativ zur Verschraubung wird der Einleger mit der Außenseite der ersten Erhebung verklebt. Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Einleger einen Kragen umfasst. Dieser Kragen befindet sich außerhalb der ersten Erhebung und liegt auf der Karosserie beziehungsweise dem Achsträger auf. Dadurch wird die Kraft der Schraube nicht nur auf die erste Erhebung, sondern auch auf den umliegenden Bereich der Karosserie beziehungsweise des Achsträgers verteilt.
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Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass zwischen der Innenseite der ersten Erhebung und der Außenseite der zweiten Erhebung eine elastische Schicht und/oder eine Verklebung ausgebildet ist. Die elastische Schicht ist insbesondere eine Gummischicht. Die elastische Schicht vermeidet das Übertragen von Körperschall von dem Achsträger auf die Karosserie. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Verklebung so ausgebildet werden, dass sie selbst eine elastische Masse bildet und somit das Durchleiten von Körperschall reduziert. Bei Verzicht auf die Verklebung ergibt sich der Vorteil, dass die Verbindungsstelle relativ einfach demontierbar ist.
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Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Innenseite der zweiten Erhebung ebenfalls kegelförmig oder pyramidenförmig ausgebildet ist und somit einen kegelförmigen oder pyramidenförmigen zweiten Hohlraum bildet. Dieser zweite Hohlraum bildet zum einen einen Aufnahmeraum beispielsweise für den Schraubenkopf. Des Weiteren ermöglich dieser zweite Hohlraum eine relativ dünne Wandstärke des Bauteils (Karosserie oder Achsträger) in dem die zweite Erhebung ausgebildet ist.
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Darüber hinaus ist bevorzugt vorgesehen, dass am ersten Hohlraum ein größter Durchmesser D und eine größte Tiefe T definiert sind. Das Verhältnis D/T des Durchmessers zur Tiefe liegt vorteilhafterweise zwischen 0,5 und 4, besonders bevorzugt zwischen 1,5 und 3. Durch dieses Größenverhältnis ist eine ausreichend große Pyramiden- oder Kegelform gegebene, durch deren Formschluss in unterschiedliche Richtungen Kräfte übertragen werden können.
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Der Achsträger wird vorteilhafterweise aus Metall oder faserverstärktem Kunststoff gefertigt. Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass auch die Karosserie aus Metall oder faserverstärktem Kunststoff gefertigt ist. Bei Verwendung von Metall werden die Erhebungen insbesondere durch Umformen eines Bleches ausgebildet.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
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1 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges gemäß einem Ausführungsbeispiel,
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2 einen Teil der Karosserie des erfindungsgemäßen Fahrzeuges gemäß dem Ausführungsbeispiel,
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3 einen Achsträger des erfindungsgemäßen Fahrzeuges gemäß dem Ausführungsbeispiel,
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4 eine Verbindungsstelle des erfindungsgemäßen Fahrzeuges gemäß dem Ausführungsbeispiel, und
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5 eine Schnittansicht der Verbindungsstelle aus 4.
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Im Nachfolgenden wird anhand der 1 bis 5 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeuges 1 im Detail beschrieben. Die Figuren zeigen dabei die Teile des Fahrzeuges 1 schematisch vereinfacht.
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1 zeigt als Ausschnitt des Fahrzeuges 1 eine Karosserie 2 und einen Achsträger 4. Von der Karosserie 2 sind lediglich zwei Längsträger 3 gezeigt.
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Der Achsträger 4 weist mehrere Anbindungsstellen 18 auf, an denen Bestandteile einer Radaufhängung, beispielsweise Lenker befestigt werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Achsträger 4 über vier Verbindungsstellen 5 mit der Karosserie 2 verbunden.
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2 zeigt im Detail die zwei Längsträger 3 der Karosserie 2 mit den karosserieseitigen Anteilen der Verbindungsstellen 5.
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3 zeigt im Detail den Achsträger 4 mit den achsträgerseitigen Anteilen der Verbindungsstellen 5.
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4 und 5 zeigen im Detail eine der Verbindungsstellen 5.
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Die einzelne Verbindungsstelle 5 umfasst eine erste Erhebung 8 in der Karosserie 2. Diese erste Erhebung 8 weist achsträgerseitig eine erste Innenseite 9 auf. Gegenüber liegt eine erste Außenseite 10. Ferner umfasst die Verbindungsstelle 5 eine zweite Erhebung 11 im Achsträger 4. Die zweite Erhebung 11 umfasst eine der Karosserie abgewandte zweite Innenseite 12 und eine der Karosserie zugewandte zweite Außenseite 13.
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Karosserieseitig sitzt auf der ersten Erhebung 8 ein Einleger 6. Der Einleger 6, die erste Erhebung 8 und die zweite Erhebung 11 sind mittels einer Schraube 7 verbunden.
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Sowohl der Einleger 6 als auch die beiden Erhebungen 8, 11 sind kegelförmig ausgestaltet. Alternativ kann diese Form auch pyramidenförmig sein.
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Dementsprechend sind sowohl die erste Innenseite 9 als auch die zweite Außenseite 10 kegelförmig. Dadurch entsteht innerhalb der ersten Innenseite 9 ein kegelförmiger Hohlraum. In diesem kegelförmigen Hohlraum sitzt die zweite Erhebung 11. Dementsprechend ist die zweite Außenseite 13 der zweiten Erhebung 11 ebenfalls kegelförmig ausgestaltet. Auch die zweite Innenseite 12 der zweiten Erhebung 11 ist kegelförmig ausgestaltet.
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Die Kegelform der beiden Erhebungen 8, 11 und des Einlegers 6 ist stumpf, sodass jeweils ein Boden 14 entsteht. Durch die Böden 14 dieser drei Bauteile ragt die Schraube 7.
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Zwischen der ersten Erhebung 8 und der zweiten Erhebung 11 ist ein erster Zwischenraum 16 gebildet. In diesem ersten Zwischenraum 16 kann eine Verklebung und/oder eine Gummischicht angeordnet werden. In der gezeichneten Darstellung gemäß 5 sind die Zwischenräume extrem groß gezeichnet, um die Erfindung besser zu erläutern. Tatsächlich ist nur ein sehr kleiner Spalt für eine Klebeschicht der Gummilage vorgesehen. Trotz der Anordnung einer Verklebung oder einer Gummischicht im ersten Zwischenraum 16 spricht man hier von einem direkten Anliegen der ersten Innenseite 9 an der zweiten Außenseite 13 und somit von einem Formschluss über die gesamten Flächen der beiden Erhebungen 8, 11. Die wesentliche Kraft zwischen Achsträger 4 und Karosserie 2 wird über diesen Formschluss übertragen. Die Schraube 7 dient hierbei lediglich zur Sicherung.
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Außerhalb der beiden Erhebungen 8, 11 ist ein zweiter Zwischenraum 17 zwischen Karosserie 2 und Achsträger 4 eingezeichnet. Auch in diesem zweiten Zwischenraum 17 kann eine Verklebung vorgesehen sein.
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Der Einleger 6 weist radial außerhalb der ersten Erhebung 8 einen Kragen 15 auf. Über diesen Kragen 15 liegt der Einleger 6 flächig auf der Karosserie 2 auf.
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In 5 ist eine Tiefe T des Hohlraums unter der ersten Erhebung 8 eingezeichnet. Des Weiteren ist ein Durchmesser D dieses Hohlraums eingezeichnet. Das Verhältnis D/T liegt vorteilhafterweise zwischen 0,5 und 4.
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Das gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt eine Ausbildung der beiden Erhebungen 8, 11 in Richtung der Karosserie, sodass karosserieseitig ein Dom entsteht, auf dem der Einleger 6 sitzt. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass sich die beiden Erhebungen 8, 11 in Richtung des Achsträgers 4 erstrecken, wobei dann achsträgerseitig ein Dom entstehen würde, auf dem der Einleger 6 sitzt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Karosserie
- 3
- Längsträger
- 4
- Achsträger
- 5
- Verbindungsstellen
- 6
- Einleger
- 7
- Schraube
- 8
- erste Erhebung
- 9
- erste Innenseite
- 10
- erste Außenseite
- 11
- zweite Erhebung
- 12
- zweite Innenseite
- 13
- zweite Außenseite
- 14
- Boden
- 15
- Kragen
- 16
- erster Zwischenraum
- 17
- zweiter Zwischenraum
- 18
- Anbindungsstellen für die Radaufhängung
- T
- Tiefe
- D
- Durchmesser
