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Die Erfindung betrifft eine Konsole für einen Längsträger eines Fahrzeugs und einen Längsträger für ein Fahrzeug.
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Aus dem Stand der Technik, ist, wie in der
DE 10 2016 008 062 A1 beschrieben, ein Kraftwagenbug, insbesondere für einen Personenkraftwagen, bekannt. Der Kraftwagenbug umfasst wenigstens zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete Längsträger, welchen jeweilige seitliche Konsolen zum Abstützen von Feder- und/oder Dämpferelementen eines Fahrwerks des Kraftwagens zugeordnet sind. An dem jeweiligen Längsträger und der jeweils zugeordneten Konsole ist wenigstens ein Zuganker befestigt, über welchen bei einer Frontalkollision mit geringer Breitenüberdeckung eine aus einer unfallbedingten Rückverlagerung der jeweiligen Konsole resultierende Zugkraft von der Konsole auf den zugeordneten Längsträger übertragbar ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Konsole für einen Längsträger eines Fahrzeugs und einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Längsträger für ein Fahrzeug anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Konsole für einen Längsträger eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einen Längsträger für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 5.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Konsole für einen Längsträger eines Fahrzeugs ist aus zwei Gussteilen ausgebildet, wobei jedes Gussteil einen umlaufenden, vorteilhafterweise dünnwandigen, Anlageflansch zur Anlage an gegenüberliegende Wandungen des Längsträgers und zum Verschweißen mit dem Längsträger aufweist.
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Diese erfindungsgemäße Konsole ermöglicht es, dass die beiden Gussteile von beiden Seiten des Längsträgers formschlüssig in diesen eingesetzt werden können, d. h. das jeweilige Gussteil von der jeweiligen Seite des Längsträgers aus, und dann stoffschlüssig, vorteilhafterweise durch Verschweißen, insbesondere mittels Metall-Inertgasschweißen (MIG), am Längsträger und vorteilhafterweise auch aneinander befestigt werden können. D. h. die beiden Gussteile sind vorteilhafterweise auch miteinander verschweißbar bzw. im vollständig in den Längsträger eingesetzten Zustand dann miteinander verschweißt.
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Nach den stoffschlüssigen Verbinden, insbesondere Verschweißen, der Gussteile mit dem Längsträger und vorteilhafterweise auch miteinander sind die beiden Gussteile, insbesondere an Verbindungsbereichen zum Längsträger und vorteilhafterweise auch am gemeinsamen Verbindungsbereich, insbesondere an Schweißnähten, auf einfache Weise umlaufend abdichtbar, beispielsweise mit Polyvinylchlorid (PVC). Beispielsweise kann zudem an der Konsole, d. h. an zumindest einem der Gussteile oder an beiden Gussteilen, eine Abstützausformung für einen Integralträger, insbesondere nach unten, ausgebildet sein.
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Durch den umlaufenden und vorteilhafterweise dünnwandigen Anlageflansch wird eine gute Schweißbarkeit erreicht, da auf diese Weise der Anlageflansch, welcher eine dünne Wandstärke aufweist, mit der Wandung des Längsträgers, welche ebenfalls eine dünne Wandstärke aufweist, verschweißt werden. Es wird somit ein Verschweißen von Komponenten mit deutlich voneinander abweichenden Materialstärken, bei welchem die Gefahr eines Durchbrennens der dünneren Komponente besteht, vermieden. Zudem wird durch diese erfindungsgemäße Lösung ein Formschluss zwischen der Konsole und dem Längsträger zur Aufnahme von Querkräften ohne Last auf die Schweißnähte ermöglicht.
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Die Konsole ist vorteilhafterweise aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet, insbesondere aus AISi10Mg. Dadurch wird eine korrosionsbeständige Gussteilausbildung ermöglicht, wodurch zudem keine oder nur eine geringe Nachbearbeitung, beispielsweise durch Fräsen, erforderlich ist, betreffend beispielsweise Funktionsflächen der Konsole. Der Längsträger ist vorteilhafterweise ebenfalls aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet, beispielsweise aus der gleichen Aluminiumlegierung wie die Konsole. Dadurch wird ein einfaches Verschweißen der Konsole mit dem Längsträger ermöglicht.
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Durch die Korrosionsbeständigkeit und die gute Aufnahme von Querkräften über den Formschluss mit dem Längsträger wird eine verbesserte Betriebsfestigkeit erreicht. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht zudem insbesondere eine schlanke Bauweise der Konsole, welche nur einen geringen Bauraum erfordert.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 schematisch eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Konsole für einen Längsträger eines Fahrzeugs,
- 2 schematisch eine perspektivische Darstellung eines Längsträgers für ein Fahrzeug mit der ersten Ausführungsform der Konsole aus 1,
- 3 schematisch eine weitere perspektivische Darstellung des Längsträgers aus 2,
- 4 schematisch einen Ausschnitt einer Seitenansicht eines Längsträgers für ein Fahrzeug mit einer zweiten Ausführungsform der Konsole, und
- 5 schematisch eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittebene V-V in 4.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Konsole 1 für einen Längsträger 2 eines Fahrzeugs. Die 2 und 3 zeigen den Längsträger 2 mit dieser ersten Ausführungsform der Konsole 1, wobei in 2 eine Sicht auf eine Seite des Längsträgers 2 und in 3 eine Sicht auf eine gegenüberliegende Seite des Längsträgers 2 dargestellt ist.
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Die 4 und 5 zeigen eine zweite Ausführungsform einer solchen Konsole 1, genauer gesagt einen Längsträger 2 eines Fahrzeugs mit dieser zweiten Ausführungsform der Konsole 1.
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Die Konsole 1 ist in beiden Ausführungsformen insbesondere als eine Achskonsole, insbesondere Vorderachskonsole, ausgebildet, d. h. es können eine oder mehrere Komponenten, insbesondere Fahrwerkskomponenten, einer Achse, insbesondere Vorderachse, des Fahrzeugs über diese Konsole 1 am Längsträger 2 befestigt werden.
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In beiden Ausführungsformen sind vorteilhafterweise sowohl die Konsole 1 als auch der Längsträger 2 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet. Beispielsweise sind dabei jeweils die Konsole 1 und der Längsträger 2 aus der gleichen Aluminiumlegierung ausgebildet. Der Längsträger 2 ist beispielsweise als ein Strangpressprofil ausgebildet.
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Aluminium hat sich als Leichtbauwerkstoff im Fahrzeugbau bewährt. Um eine Gewichtsverteilung in so genannten Stahlfahrzeugen, d. h. in Fahrzeugen, die überwiegend aus Stahl ausgebildet sind, zu optimieren, werden oft Vorbauten aus Aluminium eingesetzt.
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In den Längsträgern 2 des jeweiligen Fahrzeugs muss eine Kraft aus einem Fahrwerk des Fahrzeugs eingeleitet werden. Dies erfolgt über die Konsolen 1. Beispielsweise kommen hierfür auf die Längsträger 2 aufgesetzte Konsolen 1 in Betracht. Diese lassen sich jedoch schlecht abdichten, so dass Feuchtigkeit und Schmutz in den Längsträger 2 und/oder in Verbindungsbereiche zwischen Konsole 1 und Längsträger 2 eindringen und eine Korrosion befördern kann.
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Eine Verbindung solcher Konsolen 1 mit dem Längsträger 2 erfolgt nicht immer stoffschlüssig. Selbst wenn diese Verbindung stoffschlüssig erfolgt, ist eine Krafteinleitung über Schweißnähte 3 schwierig, da bei dieser Art der Konsolen 1 massive Teile auf dünnwandige Profile geschweißt werden müssen. Für eine Betriebsfestigkeit entstehen dann in einem dynamisch hochbelasteten Bereich oft kritische Kerben.
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Die in 1 dargestellte erste Ausführungsform der Konsole 1, welche in den 2 und 3 bereits im Längsträger 2 angeordnet ist, ist aus einem intensiv mittels Fräsen nachbearbeiteten Strangpressprofil aus Aluminium, insbesondere einer Aluminiumlegierung, insbesondere AA6060, ausgebildet, in eine Aufnahmeöffnung des Längsträgers 2, welche sich quer durch den Längsträger 2 hindurch erstreckt, eingesetzt und mittels Metall-Inertgasschweißen (MIG) mit dem Längsträger 2 verschweißt. Die Konsole 1 weist zudem eine Abstützausformung 4 für einen Integralträger, insbesondere nach unten, auf.
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Die im Vergleich zur ersten Ausführungsform wesentlich verbesserte zweite Ausführungsform der Konsole 1, beispielhaft dargestellt in den 4 und 5 im bereits in den Längsträger 2 integrierten Zustand, ist als ein Gussbauteil in Form einer zweiteiligen Gusskonsole, insbesondere Gussachskonsole, ausgebildet. Sie weist zwei Gussteile 1.1, 1.2 auf, wobei das erste Gussteil 1.1 beispielsweise als eine Gussrippe und das zweite Gussteil 1.2 als ein Gussring ausgebildet ist. Jedes Gussteil 1.1, 1.2 weist einen, insbesondere dünnwandigen, umlaufenden Anlageflansch 5 zur Anlage an gegenüberliegende Wandungen 6 des Längsträgers 2 und zum Verschweißen mit dem Längsträger 2 auf.
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Diese wesentlich verbesserte zweite Ausführungsform der Konsole 1 ermöglicht es somit, dass die beiden Gussteile 1.1, 1.2 von beiden Seiten des Längsträgers 2 formschlüssig in diesen eingesetzt werden können, d. h. das als Gussrippe ausgebildete erste Gussteil 1.1 von der einen Seite des Längsträgers 2 aus und das als Gussring ausgebildete zweite Gussteil 1.2 von der gegenüberliegenden Seite des Längsträgers 2 aus, wie in 5 gezeigt, und dann stoffschlüssig, vorteilhafterweise mittels Metall-Inertgasschweißen (MIG), am Längsträger 2 und vorteilhafterweise auch aneinander befestigt werden können.
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Danach sind die beiden Gussteile 1.1, 1.2, insbesondere an Verbindungsbereichen zum Längsträger 2 und vorteilhafterweise auch am gemeinsamen Verbindungsbereich, insbesondere an den Schweißnähten 3, auf einfache Weise umlaufend abdichtbar, beispielsweise mit Polyvinylchlorid (PVC). Auch an dieser zweiten Ausführungsform der Konsole 1, d. h. an zumindest einem der Gussteile 1.1, 1.2 oder an beiden Gussteilen 1.1, 1.2, kann die Abstützausformung 4 für den Integralträger, insbesondere nach unten, ausgebildet sein.
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Diese verbesserte zweite Ausführungsform der Konsole 1 ist zweckmäßigerweise aus einer Aluminiumlegierung, insbesondere aus AlSi10Mg, ausgebildet, insbesondere um das Verschweißen mit dem vorteilhafterweise ebenfalls aus einer Aluminiumlegierung ausgebildeten Längsträger 2 zu erleichtern. Beispielsweise sind die Konsole 1 und der Längsträger 2 aus der gleichen Aluminiumlegierung ausgebildet.
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Die 4 und 5 zeigen, wie bereits erwähnt, den Längsträger 2 mit mindestens einer bereits darin integrierten Konsole 1 dieser zweiten Ausführungsform. Zur Aufnahme der Konsole 1 weist der Längsträger 2 die Aufnahmeöffnung für die Konsole 1 auf, welche sich quer durch den Längsträger 2 hindurch erstreckt.
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Im in den 4 und 5 dargestellten Zustand ist bereits beidseits jeweils eines der Gussteile 1.1, 1.2 auf die oben beschriebene Weise in diese Aufnahmeöffnung eingesetzt, und zwar soweit, dass das jeweilige Gussteil 1.1, 1.2 mit seinem Anlageflansch 5 an der jeweiligen Wandung 6 des Längsträgers 2 anliegt. Ein Abstand einander zugewandter Innenseiten der beiden Anlageflansche 5 im vollständig ausgebildeten Zustand der Konsole 1, d. h. vorteilhafterweise im miteinander verbundenen Zustand der beiden Gussteile 1.1, 1.2, korrespondiert somit vorteilhafterweise mit einer Außenbreite des Längsträgers 2, d. h. mit einem Abstand von Außenseiten der beiden Wandungen 6, an welchen die Anlageflansche 5 anliegen, zueinander. Dadurch wird es ermöglicht, die beiden Gussteile 1.1, 1.2 auf die oben beschriebene Weise beidseits in die Aufnahmeöffnung des Längsträgers 2 einzuführen, bis sie sowohl aneinander als auch mit ihrem jeweiligen Anlageflansch 5 an der jeweiligen Wandung 6 des Längsträgers 2 anliegen.
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Vorteilhafterweise sind die beiden Gussteile 1.1, 1.2 zudem jeweils in Radialrichtung formschlüssig mit dem Längsträger 2 verbunden. Dies wird dadurch erreicht, dass im Bereich der Aufnahmeöffnung eine Außenumfangsform eines in der Aufnahmeöffnung angeordneten Bereichs des jeweiligen Gussteils 1.1, 1.2 mit einer Innenumfangsform der Aufnahmeöffnung in diesem Bereich korrespondiert, d. h. das jeweilige Gussteil 1.1, 1.2 liegt in Radialrichtung vorteilhafterweise vollumfänglich an einem Aufnahmeöffnungsrand der jeweiligen Wandung 6 des Längsträgers 2 an.
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Des Weiteren ist vorteilhafterweise ein gesamter Umfangsrand des jeweiligen Anlageflansches 5 mit der jeweiligen Wandung 6 des Längsträgers 2 verschweißt, insbesondere mittels Metall-Inertgasschweißen (MIG). 4 zeigt eine entsprechende Schweißnaht 3 zwischen dem als Gussrippe ausgebildeten ersten Gussteil 1.1 und dem Längsträger 2, insbesondere dessen Wandung 6. 5 zweigt ebenfalls diese Schweißnaht 3 und zudem die entsprechende Schweißnaht 3 auf der gegenüberliegenden Seite des Längsträgers 2 zwischen dem als Gussring ausgebildeten zweiten Gussteil 1.2 und dem Längsträger 2, insbesondere dessen gegenüberliegender Wandung 6.
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Zudem sind die beiden Gussteile 1.1, 1.2 vorteilhafterweise auch miteinander verschweißt insbesondere mittels Metall-Inertgasschweißen (MIG), wie in 5 anhand der Schweißnaht 3 zwischen den beiden Gussteilen 1.1, 1.2 erkennbar.
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Durch diese Anordnung dieser zweiten Ausführungsform der Konsole 1 auf die beschriebene Weise im Längsträger 2 und deren Schweißverbindung mit dem Längsträger 2 sowie der Schweißverbindung der beiden Gussteile 1.1, 1.2 miteinander ist die Konsole 1 in Radialrichtung formschlüssig mit dem Längsträger 2 verbunden und durch die beiden Anlageflansche 5 auch in Axialrichtung der Aufnahmeöffnung formschlüssig mit dem Längsträger 2 verbunden. Zudem ist die Konsole 1 durch das Verschweißen mit dem Längsträger 2 auch stoffschlüssig mit dem Längsträger 2 verbunden.
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Vorteilhafterweise ist an einem Verbindungsbereich von jeweiligem Gussteil 1.1, 1.2 und Längsträger 2, insbesondere an der das jeweilige Gussteil 1.1, 1.2 und den Längsträger 2 verbindenden Schweißnaht 3, insbesondere umlaufend um das jeweilige Gussteil 1.1, 1.2, insbesondere dessen Anlageflansch 5, eine hier nicht näher dargestellte Abdichtung angeordnet, beispielsweise aus Polyvinylchlorid (PVC). Beispielsweise wird diese Abdichtung nach dem oben beschriebenen Verschweißen als eine Dichtmasse oder in anderer Form aufgebracht, insbesondere die jeweilige Schweißnaht 3 abdeckend. Alternativ oder zusätzlich kann diese Abdichtung, zum Beispiel in Form der Dichtmasse, beispielsweise zwischen den jeweiligen Anlageflansch 5 und die jeweilige Wandung 6 eingebracht werden, zum Beispiel vor dem Anpressen des Anlageflansches 5 an die Wandung 6 und dem Verschweißen. Die Abdichtung, insbesondere in Form der Dichtmasse, kann dabei beispielsweise auf eine dem Längsträger 2 zugewandte Seite des jeweiligen Anlageflansches 5 und/oder auf einen dem jeweiligen Anlageflansch 5 zugewandten Bereich der jeweiligen Wandung 6 des Längsträgers 2 aufgebracht werden.
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Beispielsweise ist auch an einem Verbindungsbereich der beiden Gussteile 1.1, 1.2, insbesondere an der die beiden Gussteile 1.1, 1.2 verbindenden Schweißnaht 3, insbesondere umlaufend um den Verbindungsbereich, eine solche Abdichtung angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann auch hier diese Abdichtung, zum Beispiel in Form der Dichtmasse, beispielsweise zwischen die aneinander anliegenden Gussteile 1.1, 1.2 eingebracht werden, insbesondere im Verbindungsbereich, in welchem sie aneinander anliegen. Beispielsweise kann die Abdichtung, zum Beispiel in Form der Dichtmasse, auf eines der beiden Gussteile 1.1, 1.2 oder auf beide Gussteile 1.1, 1.2 aufgebracht werden, bevor sie in die Aufnahmeöffnung des Längsträgers 2 eingeführt werden.
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Die beschriebene zweite Ausführungsform der Konsole 1 ermöglicht, insbesondere aufgrund des umlaufenden dünnwandigen Anlageflansches 5 des jeweiligen Gussteils 1.1, 1.2, eine gute Schweißbarkeit, da in Form des jeweiligen dünnwandigen Anlageflansches 5 und der relativ dünnen jeweiligen Wandung 6 des Längsträgers 2 zwei dünnwandige Komponenten miteinander verschweißt werden.
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Der oben beschriebene Formschluss, welcher bei dieser zweiten Ausführungsform der Konsole 1 zwischen der Konsole 1 und dem Längsträger 2 erreicht wird, ermöglicht eine Aufnahme von Querkräften ohne eine Belastung der Schweißnähte 3.
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Zudem ermöglicht diese zweite Ausführungsform der Konsole 1 die bereits beschriebene umlaufende Abdichtung, insbesondere mittels Polyvinylchlorid, auf besonders einfache Weise.
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Diese zweite Ausführungsform der Konsole 1 ist zudem ein korrosionsrobustes Gussbauteil, insbesondere aus der Aluminiumlegierung AISi10Mg, im Gegensatz zur in den 1 bis 3 gezeigten ersten Ausführungsform, welche als ein Strangpressprofilteil, beispielsweise aus AA6060, mit einer höheren Korrosionsempfindlichkeit ausgebildet ist und welche zudem nach dem Strangpressen eine aufwändige Formkorrektur durch Fräßen erfordert. Bei der als Gussbauteil ausgebildeten Konsole 1 gemäß der zweiten Ausführungsform ist eine solche Nacharbeit, beispielsweise durch Fräsen, nicht erforderlich oder in wesentlich geringerem Umfang erforderlich. Zum Beispiel ist hier lediglich zum Ausbilden von Funktionsflächen eine geringe Nacharbeit durch Fräsen erforderlich.
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Die zweite Ausführungsform der Konsole 1 ermöglicht zudem eine schlanke Bauweise der Konsole 1, welche nur einen geringen Bauraum erfordert.
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Insbesondere durch die korrosionsbeständige Ausbildung und die Aufnahme von Querkräften ohne Belastung der Schweißnähte 3 wird bei dieser zweiten Ausführungsform der Konsole 1 eine verbesserte Betriebsfestigkeit erreicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016008062 A1 [0002]
