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Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zum Verbinden zweier Strebenelemente miteinander, sowie eine Verbindungsanordnung mit einem solchen Verbindungselement und ein Fahrzeug mit einer solchen Verbindungsanordnung.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 199 37 844 A1 geht eine Profilpaarung aus jeweils zwei in Abstand verlaufende Gurtwände aufweisenden Profilen hervor, die entlang einer durch eine Profilmittellinie vorgegebenen axialen Richtung ineinander gesteckt und miteinander verschweißt werden können, wobei durch die Schweißspannung eine Zwangszentrierung der Profilteile ohne Spiel erfolgt. Insbesondere im Bereich des Omnibusbaus erfordert die Fertigung einer Grundstruktur der Karosserie typischerweise das Setzen einer Vielzahl von Schweißnähten und/oder Schweißpunkten, was aufwändig und teuer ist und nur von hochqualifiziertem Personal durchgeführt werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungselement zum Verbinden zweier Strebenelemente miteinander, eine Verbindungsanordnung mit einem solchen Verbindungselement und ein Fahrzeug mit einer solchen Verbindungsanordnung zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.
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Die Aufgabe wird gelöst, in dem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, in dem ein Verbindungselement zum Verbinden zweier Strebenelemente miteinander geschaffen wird, welches einen Grundkörper aufweist, der insbesondere eine entlang einer längsten Erstreckung des Grundkörpers ausgerichtete Längsachse oder Mittelachse aufweist, die eine Axialrichtung definiert, wobei der Grundkörper – in Axialrichtung gesehen – einenends einen axialen Einführbereich aufweist, der eingerichtet ist, um in ein erstes, zumindest bereichsweise hohles Strebenelement eingeführt zu werden, wobei der Grundkörper anderenends einen axialen Einsteckbereich aufweist, der eingerichtet ist, um in ein zweites, zumindest bereichsweise hohles Strebenelement, welches von dem ersten Strebenelement verschieden ist, eingesteckt zu werden. Zumindest der Einführbereich weist zwei in Axialrichtung – und damit in Einführrichtung in das erste Strebenelement gesehen – voneinander beabstandet angeordnete Querbohrungen auf, die eingerichtet sind zur Aufnahme von Befestigungsmitteln. Mit dem hier vorgeschlagenen Verbindungselement ist eine Verbindung zwischen zwei Strebenelementen in einfacher Weise herstellbar, indem das Verbindungselement einerseits in das erste Strebenelement eingeführt und andererseits in das zweite Strebenelement eingesteckt wird, wobei es anschließend mit Hilfe von Befestigungsmitteln, welche die Querbohrungen durchgreifen, zumindest in dem Einführbereich mit dem ersten Strebenelement fest verbunden und somit an dem ersten Strebenelement fixiert wird. Zumindest an dem ersten Strebenelement entfällt somit eine Schweißverbindung, wodurch Schweißarbeiten im Vergleich zu bekannten, ausschließlich geschweißten Verbindungen von Strebenelementen reduziert werden. Darüber hinaus wird das Verbindungselement über die Querbohrungen mit dem ersten Strebenelement bevorzugt lösbar verbunden, sodass die Strebenelemente zu einem späteren Zeitpunkt zerstörungsfrei wieder voneinander getrennt werden können. Insbesondere aufgrund der einfachen Verbindung des Verbindungselements mit dem ersten Strebenelement können eine Produktionszeit und Produktionskosten für eine Produktion unter Verbindung der beiden Strebenelemente, beispielsweise bei der Fertigung einer Grundstruktur für eine Omnibus-Karosserie, welche die Strebenelemente aufweist, reduziert werden. Zugleich bedarf es für die Befestigung des Verbindungselements zumindest an dem ersten Strebenelement keines besonders qualifizierten Personals, da die Fixierung über die Querbohrungen in einfacher Weise, beispielsweise durch Verschrauben, hergestellt werden kann.
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Das Verbindungselement ist bevorzugt insbesondere eingerichtet zum Verbinden einer Seitenwandungssäule eines Fahrzeugs mit einer Unterwagenstrebe. Insbesondere ist es möglich, dass das erste Strebenelement als Seitenwandungssäule ausgebildet ist, wobei das zweite Strebenelement als Unterwagenstrebe ausgebildet ist. Es ist aber auch möglich, dass das erste Strebenelement als Unterwagenstrebe ausgebildet ist, wobei das zweite Strebenelement als Seitenwandungssäule ausgebildet ist. Bei dem Fahrzeug, welches die Seitenwandungssäule und die Unterwagenstrebe aufweist, handelt es sich bevorzugt um einen Omnibus.
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Der Einführbereich wird vorzugsweise in axialer Richtung in das erste Strebenelement eingeführt, wobei zumindest lokal im Bereich der Anordnung des Verbindungselements an dem Strebenelement eine Axialrichtung, das heißt eine Richtung der längsten Erstreckung des ersten Strebenelements mit der Axialrichtung des Verbindungselments zusammenfällt. In gleicher Weise wird bevorzugt der Einsteckbereich in axialer Richtung in das zweite Strebenelement eingesteckt, wobei auch hier die Axialrichtung des zweiten Strebenelements mit der Axialrichtung des Verbindungselements zumindest lokal zusammenfällt. Die Strebenelemente sind vorzugsweise als mehreckige oder runde, vorzugsweise rechteckige und insbesondere im Querschnitt quadratische Hohlrohre ausgebildet, die zumindest dort, wo einerseits der Einführbereich und andererseits der Einsteckbereich eingeführt und eingesteckt werden sollen, eine zentrale Aussparung, mithin eine innere Höhlung aufweisen. Bevorzugt sind die Strebenelemente durchgängig hohl, also insgesamt als Hohlrohre ausgebildet.
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Es ist möglich, dass der Einführbereich so an die ihn aufnehmende Aussparung des ersten Strebenlements angepasst ist, dass er in diese mit Spiel und somit sehr einfach eingeführt werden kann. Bevorzugt ist der Einsteckbereich so ausgebildet und an die ihn aufnehmende Aussparung des zweiten Strebenelements angepasst, dass sich beim Einstecken des Einsteckbereichs in das zweite Strebenelement eine reibschlüssige Verbindung ergibt. In diesem Fall besteht ein Unterschied insbesondere mit Blick auf die verschiedenen Passungen zwischen dem Einführbereich einerseits und dem Einsteckbereich andererseits.
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Bei einer anderen Ausgestaltung des Verbindungselements ist es aber auch möglich, dass der Einsteckbereich und der Einführbereich insbesondere mit Blick auf ihre Passungen relativ zu dem ihnen jeweils zugeordneten Strebenelement gleich ausgebildet sind, sodass sich in beiden Bereichen entweder ein Spielpassung oder eine Passung ergibt, die zu einer reibschlüssigen Verbindung zwischen dem Verbindungselement und dem jeweils zugeordneten Strebenelement führt. In diesem Fall ergibt sich kein Unterschied zwischen dem Einstecken des Einsteckbereichs einerseits und dem Einführen des Einführbereichs andererseits.
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Es ist insbesondere möglich, dass auch der Einsteckbereich zwei in Einsteckrichtung und somit in Axialrichtung gesehen voneinander beabstandet angeordnete Querbohrungen zur Aufnahme von Befestigungsmitteln aufweist. In diesem Fall ist auch eine entsprechend einfache Verbindung mit dem zweiten Strebenelement in dem Einsteckbereich möglich, analog zu der Verbindung des Verbindungselements in dem Einführbereich mit dem ersten Strebenelement. Insbesondere ist es bevorzugt möglich, dass der Einsteckbereich und der Einführbereich gleich ausgebildet sind, wobei das Verbindungselement insoweit bevorzugt symmetrisch ausgebildet ist. Es ist aber auch eine asymmetrische Ausgestaltung möglich, was im Folgenden noch näher erläutert wird.
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Die Querbohrungen erstrecken sich bevorzugt quer zu der Einführrichtung, insbesondere quer zur Axialrichtung, vorzugsweise senkrecht zu der Einführrichtung, das heißt senkrecht zur Axialrichtung. Sie sind insbesondere eingerichtet zur Aufnahme von Befestigungsmitteln, die eingerichtet sind zur Befestigung des Verbindungselements an dem ersten Strebenelement, oder – im Fall des Einsteckbereichs – zur Befestigung an dem zweiten Strebenelement.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Einführbereich und der Einsteckbereich – in Axialrichtung gesehen – durch einen radial vorspringenden Anschlagwulst voneinander beabstandet sind. Eine Radialrichtung steht dabei senkrecht auf der Axialrichtung. Der Anschlagwulst ist so ausgebildet, dass in montiertem Zustand das erste Strebenelement von einer ersten Seite und das zweite Strebenelement von einer – in axialer Richtung gesehen – der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite an dem Anschlagwulst anschlagen. Dabei erstreckt sich der Einführbereich – in Axialrichtung gesehen – ausgehend von dem Anschlagwulst zu der ersten Seite hin, wobei sich der Einsteckbereich – in Axialrichtung gesehen – ausgehend von dem Anschlagwulst zu der zweiten Seite hin erstreckt. Der Anschlagwulst ermöglicht eine stabile und genaue Positionierung der Strebenelemente an dem Verbindungselement mit definiertem Anschlag.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Einführbereich – in Axialrichtung gesehen – länger ist als der Einsteckbereich. Anders als bei dem zuvor beschriebenen, symmetrischen Ausführungsbeispiel des Verbindungselements ist bei diesem Ausführungsbeispiel demnach vorgesehen, dass das Verbindungselement eine Symmetriebrechung im Bereich des Anschlagwulsts aufweist, wobei sich der Einführbereich zu der ersten Seite hin über eine weitere Länge erstreckt, als der Einsteckbereich zu der zweiten Seite hin. Insbesondere eine verkürzte Ausbildung des Einsteckbereichs ermöglicht in einfacher Weise ein Einstecken desselben in das zweite Strebenelement unter Ausbildung einer reibschlüssigen Verbindung.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Grundkörper in dem Einführbereich zwischen den Querbohrungen wenigstens eine Aussparung aufweist. Auf diese Weise kann das Gewicht des Verbindungselements in vorteilhafter Weise verringert werden. Insbesondere kann eine durchgehende, langestreckte Aussparung zwischen den Querbohrungen angeordnet sein. Die Aussparung durchgreift dabei den Grundkörper des Verbindungselements bevorzugt entlang derselben Richtung wie die Querbohrungen. Somit kann Gewicht an dem Verbindungselement eingespart werden, ohne dessen Stabilität in relevanter Weise zu beeinträchtigen.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, in dem eine Verbindungsanordnung geschaffen wird, die ein erstes, zumindest bereichsweise hohles Strebeneement und ein zweites zumindest bereichsweise hohles Strebenelement aufweist. Außerdem weist die Verbindungsanordnung ein Verbindungselement nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele auf. Das Verbindungselement ist mit dem Einführbereich in das erste Strebenelement eingeführt, und es ist mit dem Einsteckbereich in das zweite Strebenelement eingesteckt. Das Verbindungselement ist über die Querbohrungen an dem ersten Strebenelement befestigt. In Zusammenhang mit der Verbindungsanordnung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verbindungselement erläutert wurden. Insbesondere kann eine lösbare, mechanisch stabile und zugleich einfach herstellbare Verbindung zwischen den Strebenelementen geschaffen werden.
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Das Verbindungselement ist über die Querbohrungen an dem ersten Strebenelement bevorzugt durch Verschrauben, Vernieten, oder durch Steckbefestigen mit Bolzen, welche die Querbohrungen durchgreifen, befestigt. Besonders bevorzugt ist das Verbindungselement mit dem ersten Strebenelement über die Querbohrungen verschraubt. Die hier genannten Verbindungsarten sind einfach und schnell herzustellen, wobei kein besonders qualifiziertes Personal benötigt wird. Dadurch können Produktionszeiten und Produktionskosten in Zusammenhang mit dem Verbinden der Strebenelemente reduziert werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Strebenelement – in Axialrichtung gesehen – von der ersten Seite her an dem Anschlagwulst anschlägt, wobei das zweite Strebenelement – ebenfalls in Axialrichtung gesehen – von der zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite an dem Anschlagwulst anschlägt. Auf diese Weise können die Strebenelemente mit definierter Positionierung und insbesondere wohlbestimmtem Anschlag an dem Anschlagwulst relativ zueinander und relativ zu dem Verbindungselement festgelegt werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zweite Strebenelement mit dem Verbindungselement verschweißt ist. Insbesondere ist das zweite Strebenelement bevorzugt mit dem Anschlagwulst verschweißt. Der Anschlagwulst bildet in diesem Fall eine Schweißgeometrie, an welche das zweite Strebenelement in einfacher Weise angeschweißt werden kann.
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Es ist möglich, dass das Verbindungselement zuerst mit dem Einführbereich in das erste Strebenelement eingeführt und an diesem vermittelt über die Querbohrungen festgelegt wird. Anschließend kann das zweite Strebenelement auf den Einsteckbereich aufgesteckt werden. Ist die reibschlüssige Verbindung zwischen dem Verbindungselement und dem zweiten Strebenelement stabil genug, bedarf es keiner weiteren Maßnahmen. Es ist aber möglich, dass das zweite Strebenelement nun mit dem Verbindungselement, insbesondere mit dem Anschlagwulst, verschweißt wird.
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Bevorzugt ist es aber auch möglich, dass zuerst das Verbindungselement mit dem Einsteckbereich in das zweite Strebenelement eingesteckt wird, sodass eine vorkonfektionierte Montageeinheit aus dem Verbindungselement und dem zweiten Strebenelement geschaffen wird. Ist dabei der Reibschluss zwischen dem Einsteckbereich und dem zweiten Strebenelement stabil genug, bedarf es keiner weiteren Maßnahmen. Es ist aber möglich, dass das zweite Strebenelement mit dem Verbindungselement, insbesondere mit dem Anschlagwulst, verschweißt wird. Dies kann insbesondere separat, räumlich getrennt und gegebenenfalls auch organisatorisch getrennt von dem Zusammenbau der Strebenelemente erfolgen. Insbesondere kann das zweite Strebenelement mit dem an ihm bereits festgelegten Verbindungselement als vormontierte Montageeinheit bereitgestellt werden. Die Strebenelemente können dann in sehr einfacher Weise dadurch miteinander verbunden werden, dass das Verbindungselement, welches bereits an dem zweiten Strebenelement festgelegt ist, mit dem Einführbereich in das erste Strebenelement eingeführt und vermittelt über die Querbohrungen an diesem in einfacher und schneller Weise befestigt wird.
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Wie zuvor bereits beschreiben, ist es auch möglich, dass das Verbindungselement bezüglich seiner Befestigung einerseits an dem ersten Strebenelement und andererseits an dem zweiten Strebenelement symmetrisch ausgebildet ist, wobei insbesondere der Einsteckbereich und der Einführbereich gleich ausgebildet sein können, sodass das Verbindungselement auch in dem Einsteckbereich über Querbohrungen mit dem zweiten Strebenelement verbunden werden kann. In diesem Fall kann vollständig auf eine Schweißverbindung verzichtet werden.
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Ist dagegen das Verbindungselement mit dem zweiten Strebenelement als vorkonfektionierte Montageeinheit verbunden und gegebenenfalls verschweißt, kann die Schweißung außerhalb einer Fertigung der Grundkonstruktion einer Fahrzeug-Karosserie erfolgen, sodass jedenfalls eine Schweißung unmittelbar bei der Fertigung der Fahrzeug-Karosserie entfällt und dort die hiermit verbundenen Kosten eingespart werden können.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Strebenelement und das zweite Strebenelement durch das Verbindungselement koaxial, das heißt in Axialrichtung miteinander fluchtend, zueinander ausgerichtet sind. Auf diese Weise kann eine definierte, passgenaue Ausrichtung der Strebenelemente relativ zueinander durch das Verbindungselement erfolgen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist schließlich vorgesehen, dass das erste Strebenelement als Unterwagenstrebe ausgebildet ist, wobei das zweite Strebenelement als Seitenwandungssäule eines Fahrzeugs, insbesondere eines Omnibus, ausgebildet ist. Alternativ ist es auch möglich, dass das erste Strebenelement als Seitenwandungssäule ausgebildet ist, wobei das zweite Strebenelement als Unterwagenstrebe ausgebildet ist.
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Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, in dem ein Fahrzeug geschaffen wird, welches eine Verbindungsanordnung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist. Dabei verwirklichen sich in Zusammenhang mit dem Fahrzeug insbesondere die zuvor bereits in Zusammenhang mit dem Verbindungselement und der Verbindungsanordnung beschriebenen Vorteile.
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Das Fahrzeug ist bevorzugt als Omnibus ausgebildet.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel einer Verbindungsanordnung und einem Ausführungsbeispiel eines Verbindungselements.
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Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Fahrzeugs 1 mit einer Verbindungsanordnung 3. Die Verbindungsanordnung 3 weist ein erstes, zumindest bereichsweise hohles Strebenelement 5 und ein zweites, zumindest bereichsweise hohles Strebenelement 7 auf, sowie ein Verbindungselement 9, das eingerichtet ist, um die Strebenelemente 5, 7 miteinander zu verbinden.
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Das Verbindungselement 9 weist einen Grundkörper 11 auf, der in Axialrichtung, das heißt in der Figur in vertikaler Richtung, an einem ersten Ende einen axialen Einführbereich 13 und an einem zweiten Ende einen axialen Einsteckbereich 15 aufweist. Das Verbindungselement 9 ist mit dem axialen Einführbereich 13 in das erste Strebenelement 5 eingeführt und mit dem axialen Einsteckbereich 15 in das zweite Strebenelement 7 eingesteckt.
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Der Einführbereich 13 weist zwei in Axialrichtung gesehen voneinander beabstandet angeordnete Querbohrungen 17 auf, die eingerichtet sind zur Aufnahme von Befestigungsmitteln zur Befestigung des Verbindungselements 9 an dem ersten Strebenelement 5. Das Verbindungselement 9 ist hier über die Querbohrungen 17 an dem ersten Strebenelement 5 befestigt, insbesondere mit diesem verschraubt, wobei durch die Querbohrungen 17 jeweils Schrauben 19 geführt und bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mit Muttern 21 festgelegt sind.
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Auf diese Weise kann das Verbindungselement 9 und damit letztlich auch das zweite Strebenelement 7 in einfacher Weise unter Verzicht auf eine Schweißverbindung mit dem ersten Strebenelement 5 verbunden werden, was einfach, schnell und ohne Einsatz hochqualifizierten Personals möglich ist.
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Der Einführbereich 13 und der Einsteckbereich 15 sind – in Axialrichtung gesehen – durch einen radial vorspringenden Anschlagwulst 23 voneinander beabstandet, wobei der Anschlagwulst 23 so ausgebildet ist, dass das erste Strebenelement 5 von einer ersten Seite, hier von unten, und das zweite Strebenelement 7 von einer – in Axialrichtung gesehen – der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite, hier von oben, an dem Anschlagwulst 23 anschlagen. Auch das erste Strebenelement 5 und das zweite Strebenelement 7 sind somit durch den Anschlagwulst 23 voneinander beabstandet und relativ zueinander in definierter Lage positioniert.
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Der Einführbereich 13 erstreckt sich dabei ausgehend von dem Anschlagwulst 23 zu der ersten Seite hin, wobei sich der Einsteckbereich 15 ausgehend von dem Anschlagwulst 23 zu der zweiten Seite hin erstreckt. In der Figur erstreckt sich demnach der Einführbereich 13 nach unten, wobei sich der Einsteckbereich 15 nach oben erstreckt.
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Der Einführbereich 13 ist hier – ausgehend von dem Anschlagwulst 23 in Axialrichtung gemessen – länger ausgebildet als der Einsteckbereich 15. Es ist aber auch eine symmetrische Ausgestaltung des Einführbereichs 13 einerseits und des Einsteckbereichs 15 andererseits möglich.
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Vorzugsweise ist der Einführbereich 13 mit Spiel in das erste Strebenelement 5 eingeführt, wobei der Einsteckbereich 15 relativ zu dem zweiten Strebenelement 7 so toleriert ist, dass sich eine reibschlüssige Verbindung zwischen dem Verbindungselement 9 und dem zweiten Strebenelement 7 durch Einstecken des Einsteckbereichs 15 in das zweite Strebenelement 7 ergibt. Es ist aber auch insoweit eine symmetrische Ausgestaltung des Verbindungselements 9 möglich.
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Der Grundkörper 11 weist in dem Einführbereich 13 zwischen den Querbohrungen 17 eine Aussparung 25 auf, wodurch das Verbindungselement 9 bezüglich seines Gewichts reduziert werden kann.
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Bevorzugt ist das zweite Strebenelement 7 mit dem Verbindungselement 9, insbesondere mit dem Anschlagwulst 23, verschweißt. Dies kann insbesondere vor dem Einführen des Einführbereichs 13 in das erste Strebenelement 5 geschehen, sodass das Verbindungselement 9 gemeinsam mit dem zweiten Strebenelement 7 als vorkonfektionierte Baueinheit bereitgestellt und montiert werden kann.
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Durch das Verbindungselement 9 sind das erste Strebenelement 5 und das zweite Strebenelement 7 vorzugsweise koaxial zueinander ausgerichtet.
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Das erste Strebenelement 5 ist vorzugsweise eine Unterwagenstrebe eines Unterwagens 27 des Fahrzeugs 1, und das zweite Strebenelement 7 ist bevorzugt eine Seitenwandungssäule des Fahrzeugs 1.
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Das Fahrzeug 1 ist vorzugsweise als Omnibus ausgebildet.
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Mit dem hier vorgeschlagenen Verbindungselement 9, der Verbindungsanordnung 3 und dem Fahrzeug 1 ist eine einfache, schnell und ohne hohe Qualifikation durchführbare Montage von Strebenelementen 5, 7 aneinander möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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