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Die Erfindung betrifft ein Karosseriebauteil für ein Personenkraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie eine Karosserie gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 5.
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Derartige Karosseriebauteile für Karosserien von Personenkraftfahrzeugen sind aus dem allgemeinen Stand der Technik sowie aus dem Serienfahrzeugbau bereits hinlänglich bekannt. Dabei ist das Karosseriebauteil aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet. Bei dem faserverstärkten Kunststoff sind Verstärkungsfasern in den Kunststoff eingebettet, welcher somit als Matrix oder Matrixwerkstoff für die Verstärkungsfasern dient. Beispielsweise handelt es sich bei den Verstärkungsfasern um Kohlefasern, Glasfasern und/oder anderweitige Fasern.
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Durch die Herstellung des Karosseriebauteils aus dem faserverstärkten Kunststoff kann einerseits ein besonders geringes Gewicht des Karosseriebauteils realisiert werden. Andererseits kann eine besonders hohe Steifigkeit des Karosseriebauteils dargestellt werden, so dass sich insgesamt eine besonders hohe Steifigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht der Karosserie realisieren lässt.
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Üblicherweise ist es Ziel, dass ein solches Karosseriebauteil aus einem faserverstärktem Kunststoff die gleichen Aufgaben wie ein herkömmliches Karosseriebauteil aus einem metallischen Werkstoff übernimmt beziehungsweise übernehmen kann bei gleichzeitiger Realisierung eines geringen Gewichts und einer hohen Steifigkeit. Üblicherweise können jedoch nicht alle Funktionen eines aus einem metallischen Werkstoff gebildeten Karosseriebauteils in ein aus einem faserverstärkten Kunststoff Karosseriebauteil ohne weiteres integriert werden. Eine solche Funktionsintegration kann üblicherweise sehr aufwendig und insbesondere kostenintensiv sein.
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Die
US 2007/0236049 A1 zeigt ein gattungsgemäßes Karosseriebauteil und eine gattungsgemäße Karosserie für ein Personenkraftfahrzeug. Das Karosseriebauteil ist aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet und weist wenigstens eine Durchgangsöffnung und wenigstens einen durch den faserverstärkten Kunststoff gebildeten Dichtflansch auf, welcher an einem Randbereich der Durchgangsöffnung angeordnet ist.
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Ferner offenbart die
WO 2010/066213 A2 ein Fahrzeugdach, umfassend eine Dachöffnung, die mittels eines Deckelelements wahlweise verschließbar oder zumindest teilweise freigebbar ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Karosseriebauteil und eine Karosserie der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders hoher Funktionserfüllungsumfang des Karosseriebauteils auf einfache Weise realisiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Karosseriebauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Karosserie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung betrifft ein Karosseriebauteil für eine Karosserie eines Personenkraftfahrzeugs, wobei das Karosseriebauteil aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet ist.
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Um nun einen besonders hohen Funktionserfüllungsumfang des Karosseriebauteils auf besonders einfache Weise zu realisieren, ist es vorgesehen, dass durch den faserverstärkten Kunststoff wenigstens ein Dichtflansch gebildet ist. Mittels des Dichtflansches ist es möglich, das Karosseriebauteil beispielsweise gegen wenigstens ein weiteres Bauteil des Personenkraftfahrzeugs abzudichten. Dadurch, dass der Dichtflansch durch den faserverstärkten Kunststoff gebildet ist, ist eine Abdichtfunktion des Karosseriebauteils in den faserverstärkten Kunststoff integriert. Somit ist es möglich, durch den Einsatz des faserverstärkten Kunststoffs nicht nur ein geringes Gewicht sowie eine hohe Steifigkeit des Karosseriebauteils zu schaffen, sondern die Abdichtfunktion kann ebenfalls in den faserverstärkten Kunststoff beziehungsweise das Karosseriebauteil integriert werden.
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Das Karosseriebauteil weist wenigstens eine Durchgangsöffnung auf, wobei der Dichtflansch in einem Randbereich der Durchgangsöffnung angeordnet ist.
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Zur Realisierung einer besonders vorteilhaften Abdichtung ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Dichtflansch vollständig um die gesamte Durchgangsöffnung herum verläuft und das Karosseriebauteil zumindest einen Teil eines den heckseitigen Stauraum in Fahrzeughochrichtung nach unten begrenzenden Bodens bildet.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn durch den faserverstärkten Kunststoff ein sich an den Dichtflansch anschließender und zumindest teilweise durch den Dichtflansch begrenzter Ablaufkanal zum Führen von Wasser gebildet ist. Mittels des Ablaufkanals wird beispielsweise Wasser, welches gegen den Dichtflansch strömt, abgeleitet und kann somit definiert geführt werden, wobei das den Ablaufkanal durchströmende Wasser beispielsweise entlang des Dichtflansches ablaufen kann. Dadurch, dass der Dichtflansch und der Ablaufkanal durch den faserverstärkten Kunststoff gebildet sind, sind sowohl die Abdichtfunktion als auch eine Wasserführungsfunktion des Karosseriebauteils in den faserverstärkten Kunststoff integriert. Somit ist es möglich, durch den Einsatz des faserverstärkten Kunststoffs nicht nur ein geringes Gewicht sowie eine hohe Steifigkeit des Karosseriebauteils zu schaffen, sondern die Abdicht- und Wasserführungsfunktion kann ebenfalls in den faserverstärkten Kunststoff beziehungsweise das Karosseriebauteil integriert werden.
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Hintergrund der Erfindung ist, dass Dichtlinien beziehungsweise Ablaufkanäle und Dichtflansche bei Karosseriebauteilen, welche aus einem metallischen Werkstoff gebildet und insbesondere in Blechbauweise ausgebildet sind, durch Verbindung einer unterschiedlichen Anzahl von Blechen erzeugt werden. Bei einem aus einem faserverstärkten Kunststoff, das heißt in Faserverbund-Bauweise ausgebildeten Karosseriebauteil ist dies jedoch nicht möglich, so dass üblicherweise Dichtungen und/oder ein separat vom Karosseriebauteil ausgebildeter Abdichtflansch auf das Karosseriebauteil aufgeklebt wird. Dies führt zu einer hohen Teileanzahl sowie zu zusätzlichen Montageschritten, da eine Dichtung zusätzlich zum Karosseriebauteil hergestellt und auf das Karosseriebauteil aufgeklebt werden muss.
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Dieser zusätzliche Aufwand kann durch das erfindungsgemäße Karosseriebauteil vermieden werden, da der Ablaufkanal und der Dichtflansch durch das Karosseriebauteil beziehungsweise den faserverstärkten Kunststoff selbst gebildet sind, so dass der Dichtflansch und der Ablaufkanal einstückig mit dem faserverstärkten Kunststoff beziehungsweise dem Karosseriebauteil ausgebildet sind.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung steht der Dichtflansch von einem aus dem faserverstärkten Kunststoff gebildeten Grundkörper des Karosseriebauteils ab und ist einstückig mit dem Grundkörper ausgebildet. Dadurch kann beispielsweise Wasser, das entlang des Karosseriebauteils beziehungsweise entlang des Grundkörpers strömt, gegen den Dichtflansch strömen und wird somit mittels des Dichtflansches von unerwünschten Teilbereichen ferngehalten, in die das Wasser nicht vordringen soll. Mit anderen Worten ist es dadurch möglich, eine besonders vorteilhafte Dichtwirkung auf einfache Weise zu erzielen. Dabei kann die Teileanzahl des Karosseriebauteils beziehungsweise der Karosserie insgesamt gering gehalten werden, da der Dichtflansch durch das Karosseriebauteil selbst gebildet wird und nicht etwa separat vom den Karosseriebauteil hergestellt und auf das Karosseriebauteil aufgesetzt ist.
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Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass auch der Ablaufkanal in dem Randbereich der Durchgangsöffnung angeordnet ist. Insbesondere ist es dadurch möglich, dass die Durchgangsöffnung des Karosseriebauteils mittels des Dichtflansches abgedichtet wird, so dass ein Eindringen von Wasser beziehungsweise Feuchtigkeit in die Durchgangsöffnung vermieden werden kann.
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Bei der Durchgangsöffnung handelt es sich um eine sogenannte Stauraum- oder Kofferraumöffnung, über welche - insbesondere in fertig hergestelltem Zustand des Personenkraftfahrzeugs - ein heckseitiger Stauraum, der Karosserie beziehungsweise des Personenkraftfahrzeugs insgesamt zugänglich ist. In fertig hergestelltem Zustand des Personenkraftfahrzeugs ist beispielsweise an der Karosserie ein Flügelelement insbesondere in Form einer Heckklappe gehalten, wobei die Heckklappe relativ zur Karosserie und insbesondere relativ zu dem Karosseriebauteil bewegbar, insbesondere verschwenkbar, ist. Die Heckklappe ist dabei beispielsweise zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung relativ zur Karosserie und somit relativ zum Karosseriebauteil bewegbar, insbesondere um eine Schwenkachse verschwenkbar.
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Die Schwenkachse verläuft dabei beispielsweise zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung. In der Schließstellung ist zumindest ein Teilbereich der Durchgangsöffnung durch die Heckklappe überdeckt und somit verschlossen. In der Offenstellung gibt die Heckklappe den Teilbereich der Durchgangsöffnung frei, so dass der Stauraum über den freigegebenen Teilbereich mit Transportgut, beispielsweise mit Gepäck, beladen werden kann. Mittels des sich zumindest um einen Teil der Durchgangsöffnung herum erstreckenden Dichtflansches ist es möglich, die Durchgangsöffnung, insbesondere in der Schließstellung der Heckklappe, abzudichten, um ein Eindringen von Wasser in den Stauraum zu vermeiden.
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Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Ablaufkanal auf einer der Durchgangsöffnung abgewandten Seite des Dichtflansches angeordnet ist. Wasser, welches entlang des Karosseriebauteils strömt, kann somit zunächst gegen den Dichtflansch strömen und wird dadurch mittels des Dichtflansches von einem Vor- beziehungsweise Eindringen in die Durchgangsöffnung abgehalten. Das mittels des Dichtflansches abgehaltene Wasser kann dann entlang des Dichtflansches im Ablaufkanal strömen und wird mittels des Ablaufkanals abgeleitet, um ein Eindringen in die Durchgangsöffnung sicher vermeiden zu können.
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Zur Erfindung gehört auch eine Karosserie für ein Personenkraftfahrzeug, mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Karosseriebauteil. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Karosseriebauteils sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Karosserie anzusehen und umgekehrt.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Karosserie ist es vorgesehen, dass das Karosseriebauteil an wenigstens einem weiteren Karosseriebauteil angeordnet und als separat von dem weiteren Karosseriebauteil ausgebildetes Modulbauteil ausgebildet ist. Das als Modulbauteil ausgebildete Karosseriebauteil kann somit unabhängig von dem weiteren Karosseriebauteil hergestellt und somit beispielsweise vormontiert werden. Insbesondere ist es möglich, das erfindungsgemäße Karosseriebauteil und das weitere Karosseriebauteil zumindest teilweise zeitgleich herzustellen. Im Anschluss daran ist es möglich, das vormontierte Karosseriebauteil aus dem faserverstärkten Kunststoff an das weitere Karosseriebauteil zu montieren.
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Dabei ist es denkbar, dass das weitere Karosseriebauteil ebenfalls aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet ist. Alternativ ist es möglich, dass das weitere Karosseriebauteil aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere in Blechbauweise, gebildet ist. Hierdurch kann eine Mischbauweise der Karosserie realisiert werden, so dass sich beispielsweise ein geringes Gewicht, eine hohe Steifigkeit sowie ein vorteilhaftes Unfallverhalten der Karosserie realisieren lassen.
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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:
- 1 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Draufsicht eines aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildeten Karosseriebauteils einer Karosserie eines Personenkraftfahrzeugs, wobei durch den faserverstärkten Kunststoff wenigstens ein Dichtflansch und ein sich an den Dichtflansch anschließender und zumindest teilweise durch den Dichtflansch begrenzter Ablaufkanal zum Führen von Wasser gebildet sind;
- 2 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht des Karosseriebauteils;
- 3 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht des Karosseriebauteils entlang einer in 1 gezeigten Schnittlinie A-A; und
- 4 ausschnittsweise eine schematische Querschnittsansicht des Karosseriebauteils entlang einer in 2 gezeigten Schnittlinie A-B.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen und perspektivischen Rückansicht eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Karosserie für ein Personenkraftfahrzeug. Die Karosserie 10 umfasst ein erstes Karosseriebauteil 12, welches aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet ist. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, ist das erste Karosseriebauteil 12 der Karosserie 10 ein Modulbauteil beziehungsweise ein sogenanntes FVK-Modul, welches in Faserverbund-Bauweise ausgebildet ist. Die Karosserie 10 umfasst darüber hinaus wenigstens ein zweites Karosseriebauteil 14, welches aus einem metallischen Werkstoff oder aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet sein kann.
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Das erste Karosseriebauteil 12 ist ein Modulbauteil, das separat vom zweiten Karosseriebauteil 14 beziehungsweise unabhängig vom zweiten Karosseriebauteil 14 hergestellt ist. Die Karosseriebauteile 12 und 14 können somit unabhängig voneinander und somit beispielsweise zumindest teilweise gleichzeitig hergestellt werden. Nach der Herstellung der Karosseriebauteile 12 und 14 ist es möglich, beispielsweise das bereits hergestellte Karosseriebauteil 12 an dem bereits hergestellten Karosseriebauteil 14 anzuordnen und zu befestigen.
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Der Kunststoff des Karosseriebauteils 12 dient als Matrix oder Matrixwerkstoff, in welchem Verstärkungsfasern aufgenommen beziehungsweise eingebettet sind. Die Verstärkungsfasern können dabei als Glasfasern, Kohlefasern und/oder als anderweitige Fasern ausgebildet sein. Durch den Einsatz des faserverstärkten Kunststoffs ist es möglich, das heckseitige, das heißt in einem Heckbereich 16 der Karosserie 10 angeordnete Karosseriebauteil 12 besonders gewichtsgünstig auszugestalten bei gleichzeitiger Realisierung einer besonders hohen Steifigkeit. Mit anderen Worten weist das erste Karosseriebauteil 12 ein besonders geringes Gewicht sowie gleichzeitig eine besonders hohe Steifigkeit auf.
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In 1 ist durch einen Doppelpfeil 18 die Fahrtrichtung des Personenkraftfahrzeugs veranschaulicht, wobei die Fahrtrichtung mit der Fahrzeuglängsrichtung zusammenfällt. Somit ist aus 1 erkennbar, dass das Karosseriebauteil 12 in Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Karosseriebauteil 14 angeordnet ist, das heißt in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten auf das Karosseriebauteil 14 folgt.
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Das Karosseriebauteil 12 weist eine Durchgangsöffnung in Form einer Stauraumöffnung 20 auf, welche auch als Kofferraumöffnung bezeichnet wird. Insbesondere in fertig hergestelltem Zustand des Personenkraftfahrzeugs ist über die Stauraumöffnung 20 ein heckseitiger Stauraum der Karosserie 10 und somit des Personenkraftfahrzeugs insgesamt zugänglich, wobei der heckseitige Stauraum auch als Kofferraum bezeichnet wird. Der heckseitige Stauraum dient zum Transportieren von Transportgut beziehungsweise Gepäck.
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In fertig hergestelltem Zustand des Personenkraftfahrzeugs ist an der Karosserie 10 wenigstens ein Flügelelement in Form einer in 1 nicht gezeigten Heckklappe angeordnet, wobei die Heckklappe relativ zur Karosserie 10 bewegbar ist. Dabei ist die Heckklappe vorzugsweise um eine Schwenkachse relativ zur Karosserie 10 verschwenkbar, wobei die Schwenkachse zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung verläuft. Die Heckklappe ist dabei zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung relativ zur Karosserie 10 verschwenkbar. In der Schließstellung ist zumindest ein Teilbereich der Stauraumöffnung 20 durch die Heckklappe überdeckt und somit verschlossen. In der Offenstellung gibt die Heckklappe den Teilbereich frei, so dass der Stauraum über den freigegebenen Teilbereich der Durchgangsöffnung (Stauraumöffnung 20) mit Transportgut beladen werden kann. Aus 1 ist erkennbar, dass die Stauraumöffnung 20 in ihrer Umfangsrichtung vollständig durch das Karosseriebauteil 12 begrenzt ist, wobei sich die Stauraumöffnung 20 zumindest über einen überwiegenden Teil der Breite des Personenkraftfahrzeugs erstreckt. Dies bedeutet, dass die Stauraumöffnung 20 breiter als die Hälfte der Breite des Personenkraftfahrzeugs beziehungsweise der Karosserie 10 ist.
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Um nun auf besonders einfache Weise einen besonders hohen Funktionserfüllungsumfang des Karosseriebauteils 12 zu realisieren, sind - wie besonders gut in Zusammenschau mit 2 bis 4 erkennbar ist - durch den faserverstärkten Kunststoff des Karosseriebauteils 12 wenigstens ein Dichtflansch 22 und ein sich an den Dichtflansch 22 anschließender und zumindest teilweise durch den Dichtflansch begrenzter Ablaufkanal 24 zum Führen von Wasser gebildet.
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Der Dichtflansch 22 steht dabei von einem aus dem faserverstärkten Kunststoff gebildeten Grundkörper 26 des Karosseriebauteils 12 ab und ist einstückig mit dem Grundkörper 26 ausgebildet, wobei sich der Dichtflansch 22 winklig zu wenigstens einem sich an den Dichtflansch 22 anschließenden Teilbereich des Grundkörpers 26 erstreckt. Dadurch kann beispielsweise Wasser, welches entlang des Grundkörpers 26, insbesondere entlang des Teilbereichs des Grundkörpers 26, strömt, gegen den Dichtflansch 22 strömen. Das Wasser kann dann in dem Ablaufkanal 24 entlang des Dichtflansches 22 strömen und gezielt abgeleitet werden, ohne dass das Wasser in die Durchgangsöffnung (Stauraumöffnung 20) eindringen beziehungsweise diese durchdringen kann.
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Aus 1 bis 4 ist besonders gut erkennbar, dass der Dichtflansch 22 und der Ablaufkanal 24 in einem Randbereich der Stauraumöffnung 20 angeordnet sind, wobei sich der Dichtflansch 22 vollständig um die gesamte Stauraumöffnung 20 herum erstreckt. Mit anderen Worten ist der Dichtflansch 22 ein bezogen auf die Stauraumöffnung 20 vollständig umlaufender Dichtflansch, welcher in einem Hinterwagenbereich angeordnet ist.
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Aus 1 ist ferner erkennbar, dass durch das Karosseriebauteil 12 zumindest ein Teil eines den heckseitigen Stauraum in Fahrzeughochrichtung nach unten begrenzenden Bodens 28 gebildet ist. Das als Modulbauteil ausgebildete Karosseriebauteil 12 vereinigt somit im Hinterwagenbereich die Stauraumöffnung 20, zumindest einen Teil des Bodens 28 sowie eine Dichtlinie. Insbesondere bildet das Karosseriebauteil 12 eine Einheit aus integrierter Dichtlinie und Ablaufkanal in Form des Dichtflansches 22 und des Ablaufkanals 24. Die Dichtlinie beziehungsweise der Dichtflansch 22 ist dabei in einem Bauteil durchgängig integriert, wodurch eine zusätzlich zum Karosseriebauteil 12 vorgesehene und auf das Karosseriebauteil 12 aufgesetzte, insbesondere aufgeklebte, Abdichtung nicht vorgesehen und erforderlich ist.
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Aus 4 ist besonders gut erkennbar, dass der sich unmittelbar an die Stauraumöffnung 20 anschließende Dichtflansch 22 eine erste Seitenwand des Ablaufkanals 24 ist. Der Ablaufkanal 24 wird hierbei durch den Dichtflansch 22, einen Kanalboden 30 und eine weitere Seitenwand 32 begrenzt, wobei der Dichtflansch 22, der Kanalboden 30 und die Seitenwand 32 einstückig miteinander ausgebildet und dabei durch das Karosseriebauteil 12 beziehungsweise den faserverstärkten Kunststoff gebildet sind. Dabei ist der Ablaufkanal 24 auf einer der Stauraumöffnung 20 abgewandten Seite des Dichtflansches 22 angeordnet. Aus 4 ist erkennbar, dass die Seitenwand 32 an dem weiteren Karosseriebauteil 14 anliegt, wobei der Dichtflansch 22 von der Seitenwand 32 beabstandet ist.
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Mittels des Ablaufkanals 24 kann das beispielsweise im Ablaufkanal 24 strömende Wasser gezielt zu einem Bereich geführt werden, an welchem das Wasser von dem Karosseriebauteil 12 abfließen, insbesondere abtropfen, kann, ohne dabei in die Stauraumöffnung 20 einzudringen. Dadurch ist die Stauraumöffnung 20 auf besonders einfache Weise effektiv abgedichtet, ohne hierzu ein zusätzliches, separat vom Karosseriebauteil 12 ausgebildetes Dichtungselement einsetzen zu müssen. Somit können die Teileanzahl und die Kosten des Personenkraftfahrzeugs insgesamt besonders gering gehalten werden.
