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Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung sowie ein Montageverfahren zur Anbindung einer Frontschürze an eine Längsträgerstruktur eines Fahrzeugs.
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Bekannt ist es, eine Frontschürze, manchmal auch als Front-End bezeichnet, mit einer Längsträgerstruktur eines Fahrzeugs zu verschrauben. Um eine möglichst gute Versteifung zu erhalten, wird hierzu eine Z-Strebe auf einen unteren Teil der Längsträgerstruktur aufgesetzt und fixiert. Mit einer Rückseite stützt sich die Strebe an einer oberen Seite der Längsträgerstruktur ab und ist dort an dieser befestigt. Zur Anbindung ist eine Aufnahme vorgesehen, die Befestigungsschienen aufweist, welche ein hinteres Ende einer mit der Frontschürze verbundenen Crashbox umgreifen. Die Befestigungsschienen bestehen aus zwei die Crashbox umgreifenden Laschen, die durch eine Stirnplatte miteinander verbunden sind. Die Laschen weisen Schraubenlöcher auf, die mit übergroßen Löchern der Crashbox fluchten, sodass zur Kompensation von Fertigungstoleranzen eine relative Ausrichtung in X- und Z-Richtung des Fahrzeugs von Crashbox und Befestigungsschiene zueinander möglich ist. Die Stirnplatte weist ihrerseits oben ein Langloch und die Z-Strebe unten Langlöcher in Y-Richtung auf, sodass ein Schraubverbund von Crashbox und Befestigungsschiene unter Ausrichtung in Y-Richtung an der Z-Strebe in X-Richtung verschraubbar ist. Somit ist insgesamt zur Kompensation von Fertigungstoleranzen eine relative Ausrichtung in X-, Y- und Z-Richtung des Fahrzeugs von Crashbox und Z-Strebe zueinander möglich. Problematisch ist an der bisher bekannten Lösung zur Anbindung einer Frontschürze an eine Längsträgerstruktur eines Fahrzeugs, dass die zur Verfügung stehenden Bauräume zunehmend kleiner werden, wodurch eine Zugänglichkeit zu Montagestellen immer stärker eingeschränkt wird. Üblicherweise folgt aus der eingeschränkten Zugänglichkeit, dass eine Verschraubung in X-Richtung nicht mehr möglich ist.
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Aus der internationalen Offenlegungsschrift
WO 2016/177440 A1 ist ein Front-Endträger für einen Personenkraftwagen bekannt, mit wenigstens einem Querträgerelement, mit wenigstens zwei seitlichen, über das Querträgerelement miteinander verbundenen und sich in Fahrzeughochrichtung nach unten von dem Querträgerelement weg erstreckenden Strebenelementen, über welche der Front-Endträger an einer Hauptlängsträgerebene des Personenkraftwagens abstützbar ist, und mit wenigstens einer weiteren Lastebene oberhalb der Hauptlängsträgerebene und unterhalb des Querträgerelements. Dabei entstehen die zuvor genannten Probleme.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsanordnung sowie ein Montageverfahren zur Anbindung einer Frontschürze an eine Längsträgerstruktur eines Fahrzeugs zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den im Folgenden genannten Ausführungsbeispielen wie auch Ausführungsformen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zur Anbindung, insbesondere Verbindung, einer Frontschürze an eine Längsträgerstruktur eines Fahrzeugs geschaffen wird, aufweisend eine Grundplatte mit einer Vorder- und einer Rückseite, wobei die Vorderseite eine Frontschürzen-Befestigungsvorrichtung aufweist und aus der Rückseite der Grundplatte sich senkrecht zwei einander gegenüberliegende Wandbereiche herauserstrecken, wobei die zwei gegenüberliegenden Wandbereiche eingerichtet sind, um die Längsträgerstruktur, insbesondere eine Z-Strebe, mit Spiel zu umgreifen, wobei die zwei Wandbereiche miteinander fluchtende Fixierbohrungen aufweisen, und wobei die Rückseite zwischen den zwei Wandbereichen eine keilförmige Kontur aufweist, wobei in jedem der zwei Wandbereiche mindestens eine Ausnehmung angeordnet ist, durch die jeweils mindestens ein Gegenkeil derart einbringbar ist, dass sich die mindestens zwei Gegenkeile zwischen der keilförmigen Kontur der Rückseite und der Längsträgerstruktur abstützen. Durch die besondere Ausgestaltung der Befestigungsanordnung ist es insbesondere möglich, von einer Seite des Fahrzeugs, d.h. aus Y-Richtung und nicht aus X-Richtung, eine Fixierung in X-Richtung zu gewährleisten, wobei gleichzeitig durch das Spiel, mit welchem die zwei gegenüberliegende Wandbereiche die Längsträgerstruktur umgreifen, ein Toleranzausgleich in Y-Richtung möglich ist. Aufgrund des Vorteils, dass eine Zugänglichkeit aus X-Richtung zur Befestigungsanordnung nicht notwendig ist, vereinfacht sich nicht nur eine Montage während einer Fertigung des Fahrzeugs, sondern auch eine Reparatur des Fahrzeugs wird vereinfacht. Mit anderen Worten ermöglicht die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung eine Anbindung einer Frontschürze an eine Längsträgerstruktur eines Fahrzeugs, wenn die Zugänglichkeit in Anbindungsrichtung, insbesondere in X-Richtung, nicht gegeben ist. Besonders vorteilhaft ist hieran, dass die Freiheitsgrade zur Positionierung senkrecht zur Anbindungsrichtung nicht verloren gehen. Weiterhin ist, wie schon erwähnt, auch lediglich nur eine einseitige Zugänglichkeit zur Montage nötig. Allgemein ermöglicht die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung eine Anbindung von einer Frontschürze, wobei hohe Anforderungen an die Anbindung bezüglich Toleranzausgleich, mechanische Lastaufnahme und geringem Bauraum erfüllt werden. Die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung macht sich insbesondere zwei Verbindungswirkprinzipien zunutze, wobei einerseits eine formschlüssige Verbindung - zur Aufnahme von hohen Lasten - und andererseits eine kraftschlüssige Verbindung - zur Nutzung von Reibung - genutzt werden, um voreingestellte Relativpositionen einer Frontschürze zu einer Längsträgerstruktur zueinander einzufrieren. Mit anderen Worten, wird durch die kraftschlüssige Verbindung ein selbsthemmendes System realisiert, wobei sich eine Reibung zwischen zwei in Rede stehenden Bauteilen zunutze gemacht wird. Zwischen Frontschürze und Längsträgerstruktur eines Fahrzeugs bestehen hohe Lasten im Fall eines Unfalls, welche durch die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung aufgenommen werden können. Weiterhin von Vorteil ist, dass durch die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung eine Anbindung mit einseitiger, insbesondere senkrechter, Zugänglichkeit bereitgestellt werden kann. Zusammengefasst ermöglicht die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung ein Optimierungspotential in Bezug auf das Gewicht der Befestigungsanordnung, die Kosten, die Reduzierung der Anzahl der Verbindungselemente und damit einhergehend eine Vereinfachung des Montageprozesses, die Zugänglichkeit - durch Wechsel von einer X-Verschraubung zu einer Y-Verschraubung - sowie ein höheres Potential für höhere Aufrüstgrade.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Längsträgerstruktur, insbesondere die Z-Strebe, aus Aluminium und/oder Stahl gefertigt ist. Hierdurch wird ermöglicht, dass die Befestigungsanordnung zur Aufnahme von Unfallenergie und Weiterleitung dieser Unfallenergie in die nachgelagerte Rohbaustruktur in der Lage ist.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass in jedem der zwei gegenüberliegenden Wandbereiche mindestens zwei Ausnehmungen derart ausgebildet sind, dass jeweils ein Gegenkeil in jede der zwei Ausnehmungen einschiebbar ist. Durch eine Aufteilung eines großen Gegenkeils in mindestens zwei kleine Gegenkeile ist es möglich, dass auch bei sehr geringem zur Verfügung stehenden Bauraum eine Montage möglich ist.
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Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die mindestens zwei Gegenkeile von einer Schraube derart durchsetzt sind, dass die mindestens zwei Gegenkeile mittels der Schraube zueinander gezogen werden können, wodurch ein Reibschluss erhöht und eine Fixierung ermöglich wird.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Fixierbohrungen in den Wandbereichen jeweils oben und unten entlang einer Erstreckung der Grundplatte derart angeordnet und ausgebildet sind, dass bei einer Montage oder im Betrieb eine Kippstabilität gewährleistet ist.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass jeweils an den mindestens zwei Gegenkeilen eine Rastnase ausgebildet ist, die eingerichtet ist, um mit einer Rastmulde der Längsträgerstruktur, insbesondere Z-Strebe, formschlüssig derart zusammenzuwirken, dass eine zusätzliche Fixierung erzielt wird.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Frontschürzen-Befestigungsvorrichtung zwei Laschen aufweist, welche aus der Vorderseite der Grundplatte sich herauserstrecken, um eine Crashbox einer Frontschürze zu umgreifen, und wobei die Laschen jeweils mindestens zwei miteinander fluchtende Laschenausnehmungen aufweisen, wobei die Laschenausnehmungen eingerichtet sind, um in unmontiertem Zustand mit jeweils korrespondierenden und übergroßen Ausnehmungen in der Crashbox der Frontschürze derart zu fluchten, dass eine relative Ausrichtung von Frontschürze zu Längsträgerstruktur mittels der Befestigungsanordnung in drei Raumrichtungen möglich ist. Die zwei Laschen der Frontschürzen-Befestigungsvorrichtung sind vorzugsweise aus Aluminium gefertigt, wodurch eine Aufnahme/Absorption eines Moments der Crashbox bei einer Querkraftkomponente ermöglicht und weiterhin durch die Laschen ein Abknicken der Crashbox bei einem Unfall verhindert wird. Die Crashbox wird vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt, wobei hierdurch eine effektive und kontinuierliche Energieabsorption durch kontrolliertes Einfalten/Kollabieren der Kammerstruktur ermöglicht wird.
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Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung soll unter dem Begriff „übergroße Ausnehmung“ eine Ausnehmung verstanden werden, welche mindestens doppelt so groß ist (in Bezug auf einen Durchmesser oder ein anderes Lichte Maß der Ausnehmung), wie zum Einführen eines verwendeten Befestigungsmittels, wie beispielsweise einer Schraube oder einer Gewindestange, notwendig.
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Zur Erfindung gehört auch ein Montageverfahren zum Anbinden einer Frontschürze an eine Längsträgerstruktur eines Fahrzeugs mittels einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- a) Verlagern der Befestigungsanordnung an die Längsträgerstruktur heran, sodass in der Längsträgerstruktur vorhandene Schraubenlöcher fluchtend mit den Fixierbohrungen der beiden Wandbereiche der Befestigungsanordnung sind,
- b) Einschieben von mindestens einem Konterstift in die mit den Schraubenlöchern der Längsträgerstruktur fluchtenden Fixierbohrungen der Wandbereiche,
- c) Einführen einer Schraube, sodass die beiden Gegenkeile zueinander gezogen werden können, sowie Anziehen der eingeführten Schraube, sodass ein Verklemmen der Befestigungsanordnung mit der Längsträgerstruktur erzielt wird,
- d) wodurch die Frontschürze [Front-End] mittels der Befestigungsanordnung mit der Längsträgerstruktur, insbesondere der Z-Strebe, verbunden wird.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden insbesondere die Vorteile erzielt, welche schon in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung erwähnt wurden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel der Befestigungsanordnung, wobei eine Vorderseite der Befestigungsanordnung eine Frontschürzen-Befestigungsvorrichtung aufweist, wobei 1 die Befestigungsanordnung zeigt mit Blick auf die Befestigungsanordnung seitlich von vorne (in Bezug auf eine Fahrzeugvorwärtsfahrtrichtung eines Fahrzeugs, welches die Befestigungsanordnung aufweist),
- 2 die Befestigungsanordnung gemäß 1 mit Blick auf die aus der Rückwand sich heraus erstreckenden Wandbereiche,
- 3 die Befestigungsanordnung gemäß den 1 und 2 aus Sicht von oben.
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1 zeigt eine Befestigungsanordnung 1 zur Anbindung einer Frontschürze 3, wobei von der Frontschürze 3 nur eine Crashbox 5 gezeigt ist, an eine Längsträgerstruktur 7 eines Fahrzeugs 11, wobei von der Längsträgerstruktur 7 nur eine Z-Strebe 9 gezeigt ist. Weiterhin weist die Befestigungsanordnung 1 eine Grundplatte 13 mit einer Vorderseite 15 und einer Rückseite 17 auf. Die Vorderseite 15 weist weiterhin eine Frontschürzen-Befestigungsvorrichtung 19 auf und aus der Rückseite der Grundplatte 13 erstrecken sich senkrecht zwei sich gegenüberliegende Wandbereiche 21 heraus, wobei die zwei gegenüberliegenden Wandbereiche 21 eingerichtet sind, um die Längsträgerstruktur 7, insbesondere die Z-Strebe 9 (in der Zeichnung immer nur teilweise gezeigt), mit Spiel zu umgreifen. Weiterhin weisen die zwei Wandbereiche 21 miteinander fluchtende Fixierbohrungen 22 auf, wobei die Rückseite 17 zwischen den zwei Wandbereichen 21 eine keilförmige Kontur 23 aufweist. Ferner ist in jedem der zwei Wandbereiche 21 mindestens eine Ausnehmung 25 angeordnet, durch die jeweils mindestens ein Gegenkeil 27 derart einbringbar ist, dass sich die mindestens zwei Gegenkeile 27 zwischen der keilförmigen Kontur 23 der Rückseite 17 und der Längsträgerstruktur 7, insbesondere der Z-Strebe 9, abstützen.
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Weiterhin ist in 1 und 2 zu erkennen, dass in jedem der zwei gegenüberliegenden Wandbereiche 21 mindestens zwei Ausnehmungen 29 derart ausgebildet sind, dass jeweils ein Gegenkeil 27 in jede der zwei Ausnehmungen 29 einschiebbar ist.
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Weiterhin ist den 1 bis 3 zu entnehmen, dass die mindestens zwei Gegenkeile 27 von einer Schraube 31 derart durchsetzt sind, dass die mindestens zwei Gegenkeile 27 mittels der Schraube 31 zueinander gezogen werden können. Hierdurch wird ein Reibschluss erhöht und eine Fixierung ermöglicht.
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Ferner ist in 1 und 2 gezeigt, dass die Fixierbohrungen 22 in den Wandbereichen 21 jeweils oben und unten entlang einer Erstreckung 33 der Grundplatte 13 derart angeordnet und ausgebildet sind, dass bei einer Montage oder im Betrieb eine Kippstabilität gewährleistet ist.
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Ferner ist 2 und insbesondere 3 zu entnehmen, dass jeweils an den mindestens zwei Gegenkeilen 27 eine Rastnase 35 ausgebildet ist, die eingerichtet ist, um mit einer Rastmulde 37 der Längsträgerstruktur 7, insbesondere der Z-Strebe 9, formschlüssig derart zusammenzuwirken, dass eine zusätzliche Fixierung erzielt wird.
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Im Übrigen zeichnet sich die Befestigungsanordnung 1 dadurch aus, dass die Frontschürzen-Befestigungsvorrichtung 19 zwei Laschen 39 aufweist, welche aus der Vorderseite 15 der Grundplatte 13 sich heraus erstrecken, um die Crashbox 5 der Frontschürze 3 zu umgreifen. Ferner weisen die Laschen 39 jeweils mindestens zwei miteinander fluchtende Laschenausnehmungen 41 auf, wobei die Laschenausnehmungen 41 eingerichtet sind, um in unmontiertem Zustand mit jeweils korrespondierenden und übergroßen Ausnehmungen 43 in der Crashbox 5 - wobei die übergroßen Ausnehmungen 43 in der Crashbox 5 in den 1 bis 3 durch die Laschen 39 verdeckt sind - der Frontschürze 3 derart zu fluchten, dass eine relative Ausrichtung von Frontschürze 3 zu Längsträgerstruktur 7, insbesondere der Z-Strebe 9, mittels der Befestigungsanordnung 1 in drei Raumrichtungen möglich ist.
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Weiterhin ist den 1 bis 3 das Ergebnis eines Montageverfahrens zum Montieren der Frontschürze 3 an der Längsträgerstruktur 7 eines Fahrzeugs 11 mittels der Befestigungsanordnung 1 zu entnehmen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- a) Verlagern der Befestigungsanordnung 1 an die Längsträgerstruktur 7 heran, sodass in der Längsträgerstruktur 7 vorhandene Schraubenlöcher 45 (diese Schraubenlöcher 45 sind in den 1 bis 3 durch die zwei Wandbereiche 21 oder durch die Draufsicht aus 3 nicht zu erkennen) fluchtend mit den Fixierbohrungen 22 der beiden Wandbereiche 21 der Befestigungsanordnung 1 sind,
- b) Einschieben von mindestens einem Konterstift 47 in die mit den Schraubenlöchern 45 der Längsträgerstruktur 7 fluchtenden Fixierbohrungen 22 der Wandbereiche 21,
- c) Einführen einer Schraube 31, sodass die beiden Gegenkeile 27 zueinander gezogen werden können, sowie Anziehen der eingeführten Schraube 31, sodass ein Verklemmen der Befestigungsanordnung 1 mit der Längsträgerstruktur 7, insbesondere der Z-Strebe 9, erzielt wird,
- d) wodurch die Frontschürze 3 mittels der Befestigungsanordnung 1 mit der Längsträgerstruktur 7, insbesondere der Z-Strebe 9, verbunden wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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