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Die Erfindung betrifft einen Achsträger eines zweispurigen Fahrzeugs und insbesondere einen Vorderachsträger, mit einem Schubfeld, das zumindest ein Strangpressprofil aufweist, welches im Einbauzustand eine untere Ebene, die einer Fahrbahn, auf der sich das Fahrzeug befindet, zugewandt ist, und eine zumindest bereichsweise davon beabstandete obere Ebene, die dem Fahrzeug-Aufbau zugewandt ist, besitzt, welche beiden Ebenen über Stege miteinander verbunden sind. Zum Stand der Technik wird neben der
DE 10 2013 106 080 A1 auf die
EP 1 690 779 B1 verwiesen.
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Sogenannte Schubfelder zur Versteifung oder Stabilisierung von Fahrzeug-Achsträgern, insbesondere Vorderachsträgern, sind in mannigfachen Ausführungsformen bekannt. Üblicherweise sind solche Schubfelder, die sich am Unterboden des Fahrzeugs weitestgehend parallel zur Fahrbahn angeordnet befinden, als Metallblech ausgeführt und mit dem Achsträger verschraubt, wobei die Schraubenköpfe der Fahrbahn, auf welcher das Fahrzeug steht oder fährt, zugewandt sind. Dabei können diese Schraubenköpfe frei liegen, was jedoch die Gefahr in sich birgt, dass ein Schraubenkopf bei Kontakt mit dem Untergrund, beispielsweise einem Randstein - wenn das Fahrzeug einen solchen überfährt - abgerissen wird. Um dies zu vermeiden sind bei einlagigen Schubfeldern Verprägungen vorgesehen, und zwar in Form von in das Blechbauteil eingedrückten zumeist konischen Stufen mit definierter Form und Grundfläche, welche praktisch eine Vertiefung bilden. In dieser Vertiefung, deren Grundfläche ein Durchgangsloch für die Befestigungsschraube aufweist, kann dann der Schraubenkopf geschützt liegen, so dass das vorstehend beschriebene Risiko des Abreißens eliminiert ist. Allerdings können solche Verprägungen die Versteifungsfunktion des Schubfelds beeinträchtigen und führen darüber hinaus zu einer strömungsungünstigen Oberfläche des Schubfelds.
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Bekannt sind ferner zweilagige oder mehrlagige Schubfelder, welche beispielsweise durch ein Strangpressprofil (insbesondere aus einer Leichtmetalllegierung bestehend) gebildet sein können. So zeigt die eingangs genannte
EP 1 690 779 B1 ein als Strangpressprofil ausgebildetes relativ kleinflächiges Schubfeld, das über seine seitlichen Flansche, zwischen denen sich kein durch Stege zwischen einer oberen Ebene und einer unteren Ebene gebildeter Hohlraum befindet, verschraubt ist.
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Kurz angesprochen wurde bereits das Problem eines Kontaktes mit dem Untergrund, welches Problem besonders gravierend ist, wenn sich im Unterbodenbereich des Fahrzeugs, d.h. praktisch direkt oberhalb des Fahrzeug-Unterbodens sensible Bauelemente wie beispielsweise ein Hochvoltspeicher (zur Speicherung elektrischer Antriebsenergie) befinden. Zu deren Schutz sind mehrlagige plattenartige Versteifungen bekannt, vgl. bspw. die eingangs erstgenannte Schrift, welche zur Gewichtsreduzierung in faserverstärktem Kunststoff ausgeführt sind.
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Hiermit soll eine weitere günstige Maßnahme zum Schutz von Komponenten im Bereich des Fahrzeug-Unterbodens aufgezeigt werden (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung).
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs und ist für einen Achsträger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass in Fahrtrichtung des Fahrzeugs betrachtet vor oder hinter dem durch ein Strangpressprofil gebildeten Schubfeld-Abschnitt ein weiterer und näher zur Fahrzeug-Mitte liegender Schubfeld-Abschnitt vorgesehen ist, der durch ein einlagiges Metallblech gebildet ist. Damit kann der als Strangpressprofil ausgeführte Schubfeldabschnitt insbesondere an einem Vorderachsträger als Unterboden-Aufgleitschutz beispielsweise für ein Batteriegehäuse fungieren. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
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Ein erfindungsgemäßes Schubfeld besitzt zumindest zwei Abschnitte, die jeweils funktionsgerecht ausgeführt sind, wobei die dem Fachmann bekannte Funktion eines sog. Aufgleitschutzes in das Schubfeld des Achsträgers, insbesondere Vorderachsträgers integriert ist. Dieser Aufgleitschutz sorgt dafür, dass beispielsweise die direkt oberhalb des Fahrzeug-Unterbodens und in Fahrtrichtung betrachtet üblicherweise weiter hinten als der Vorderachsträger angeordnete Hochvolt-Batterie des Fahrzeugs, die elektrische Energie für ein elektromotorisches Fahrzeug-Antriebsaggregat speichert, beim Überfahren eines Hindernisses nicht kritisch beschädigt wird. Damit können übliche Testverfahren zur Strukturfestigkeit des Unterbodens sicher bestanden werden, wobei selbstverständlich auch andere oder weitere sensible Bauteile durch einen solchen Aufgleitschutz abgeschirmt werden können.
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Ein in Fahrzeug-Fahrtrichtung betrachtet näher zur Fahrzeug-Mitte liegender Schubfeld-Abschnitt - im Falle eines Vorderachsträgers ist dies ein weiter hinten liegender Abschnitt des Schubfelds - ist mittels Strangpressens als zumindest ein Profil gefertigt, welches zwei parallele und im Einbauzustand am Fahrzeug im Wesentlichen horizontal liegende Flächen aufweist, die über zumindest annähernd senkrecht dazu stehende Stege vorzugsweise in einem über die Profil-Fläche unterschiedlichen Abstand verbunden sind. Dieser (im Falle eines Vorderachsträgers hintere) Strangpressprofil-Abschnitt, welcher im Übrigen aus mehreren separat gefertigten und sich in Fahrzeug-Querrichtung erstreckenden Profilen zusammengesetzt sein kann, dient neben seiner Schubfeldfunktion auch als (vorstehend geschilderter) Aufgleitschutz. Aufgrund der erhöhten Anforderungen an die Stabilität des Aufgleitschutzes ist eine Fertigung als Strangpressprofil besonders vorteilhaft.
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Ein weiterer Schubfeld-Abschnitt an einem erfindungsgemäßen Achsträger ist in Blech, insbesondere in einem Metallblech einlagig ausgeführt, wobei dieser Begriff „einlagig“ so zu verstehen ist, dass sich kein Hohlraum zwischen gegebenenfalls mehreren Lagen eines entsprechenden Blechs befindet. Eine solche einfache Ausführung ist möglich, da dieser Metallblech-Schubfeldabschnitt ausschließlich die bereits bislang übliche Funktion eines Schubfelds, nämlich eine Versteifung des Achsträgers, übernimmt und keine zusätzliche Funktion ausübt. Dieser (weitere) Metallblech-Schubfeldabschnitt liegt in Fahrzeug-Fahrtrichtung betrachtet weiter von der Fahrzeug-Mitte entfernt als der Strangpressprofil-Schubfeldabschnitt.
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Der im Vergleich zu einem Metallblech-Schubfeld aufwändiger zu fertigende Strangpressprofil-Schubfeldabschnitt kommt nur dort zum Einsatz, wo dies aufgrund der Funktionsanforderung notwendig ist. Der Aufgleitschutz kann dabei nach Art einer Rampe ausgebildet sein, welche das Fahrzeug beim Aufsetzen auf ein Hindernis solchermaßen anhebt, dass es mit dem sich dahinter befindenden Unterbodenabschnitt, welcher beispielsweise durch den Boden eines Batteriegehäuses gebildet sein kann, über das besagte Hindernis hinweggleitet. Wesentlich erscheint in diesem Zusammenhang, dass das besagte Hindernis nicht frontal auf eine (zumindest annähernd vertikale) Stirnfläche des Batteriegehäuses auftrifft, da letzteres zu einem kritischen Schaden an der Batterie führen könnte. Demgegenüber sind die beim Hinweggleiten über ein Hindernis vom Batteriegehäuse aufzunehmenden Kräfte erheblich geringer und verursachen nur geringe Schäden.
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Selbstverständlich ist die Schutzwirkung eines erfindungsgemäßen Strangpressprofil-Schubfeldabschnitts nicht auf ein Batteriegehäuse bzw. auf einen Hochvoltspeicher beschränkt. Vielmehr können auch andere oder weitere sensible Bauteile durch einen erfindungsgemäßen Aufgleitschutz abgeschirmt werden, wie beispielsweise Leitungen oder eine Ölwanne eines Verbrennungsmotors. Allgemein gefasst kann ein erfindungsgemäßer Achsträger in allen Bereichen sinnvoll eingesetzt werden, in denen eine hohe Steifigkeit rechtwinklig zum Schubfeld benötigt wird. Dabei liegt ein weiterer Vorteil des Strangpressprofil-Schubfeldabschnittes darin, dass dieser am Unterboden praktisch keine (eingangs für ein Blech-Schubfeld erläuterte) Verprägungen oder Versickungen aufweist, was nicht nur die Schubfeldfunktion sondern auch die Aerodynamik (des Fahrzeugs) verbessert.
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Zur Erhöhung der Stabilität eines erfindungsgemäßen Schubfelds sind dessen beide Abschnitte, nämlich der Metallblech-Schubfeldabschnitt und der Strangpressprofil-Schubfeldabschnitt kraftschlüssig oder stoffschlüssig miteinander verbunden, bspw. miteinander verschraubt. Es ist jedoch auch möglich, im Übergangsbereich vom ersten Abschnitt zum zweiten Abschnitt jeden dieser Abschnitte mit einem Querträger des Achsträgers zu verschrauben. Grundsätzlich wird vorgeschlagen, den Metallblech-Schubfeldabschnitt und den Strangpressprofil-Schubfeldabschnitt kraftschlüssig mit Einzelträgern des Achsträgers zu verbinden, d.h. beide Abschnitte werden wie grundsätzlich üblich mit dem Achsträger verschraubt. Dabei können die Schrauben am Strangpressprofil-Schubfeldabschnitt in den Profilquerschnitt hinein verlagert sein, derart, dass die Köpfe der Befestigungsschrauben an der dem Fahrzeug-Aufbau zugewandten oberen Ebene des Strangpressprofils abgestützt sind. Für diese Ausbildung können dann in der der Fahrbahn zugewandten unteren Ebene des Strangpressprofils geeignete Aussparungen vorgesehen sein, durch welche hindurch die Schraubenköpfe für ein Werkzeug zugänglich sind.
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Die beigefügten Figuren zeigen auf das Wesentliche abstrahiert einen erfindungsgemäßen Vorderachsträger eines Personenkraftwagens, wobei 1 eine Aufsicht von unten, d.h. in Richtung der Fahrzeug-Hochachse von der Fahrbahn aus betrachtet zeigt, während in 2 eine Seitenansicht dargestellt ist. Mit dem Buchstaben F ist die Fahrtrichtung des Fahrzeugs und mit dem Buchstaben V die Vorderseite des Fahrzeugs gekennzeichnet.
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Ein nicht weiter dargestellter (und dem Fachmann grundsätzlich bekannter und aus mehreren Einzelträgern zusammengesetzter) Achsträger bzw. Vorderachsträger besteht unter anderem aus einem (in Fahrtrichtung betrachtet) linksseitigen Längsträger 1a und einem rechtsseitigen Längsträger 1b, die über zumindest einen nicht gezeigten Querträger miteinander verbunden sind. An der Unterseite des Achsträgers bzw. von dessen Längsträgern 1a, 1b ist ein (dem Fachmann grundsätzlich bekanntes) Schubfeld 2 angebracht, welches aus einem vorderen Schubfeldabschnitt 2a und einem hinteren Schubfeldabschnitt 2b zusammengesetzt ist. Der vordere Schubfeldabschnitt 2a ist als einstückiges Metallblechteil ausgeführt, während der hintere Schubfeldabschnitt 2b ein Strangpressprofilteil ist. Wie aus 2 hervorgeht weist der Strangpressprofil-Schubfeldabschnitt 2b eine obere Ebene O auf, die dem nicht gezeigten Fahrzeug-Aufbau zugewandt ist, und eine untere Ebene U auf, die der Fahrbahn, auf welcher sich das Fahrzeug bewegt oder steht, zugewandt ist. Diese beiden Ebenen O, U sind über Stege S miteinander verbunden. Einige Löcher zur Aufnahme von Schrauben, mit denen das Schubfeld 2 bzw. dessen Abschnitte am Achsträger befestigt ist, sind mit der Bezugsziffer 3 gekennzeichnet. Am Metallblech-Schubfeldabschnitt 2a erkennt man an einigen dieser Löcher 3 Verprägungen 4, d.h. von der Fahrbahn weg gerichtete Vertiefungen, die eine Versenkung des jeweiligen Schraubenkopfes unter die Ebene dieses Schubfeldabschnitts 2a (bei Betrachtung auf 1) ermöglichen. Am Strangpressprofil-Schubfeldabschnitt 2b sind um einige der Löcher 3 herum kreisförmige Aussparungen in der unteren Ebene U vorgesehen, jedoch nicht figürlich dargestellt, so dass sich der jeweilige Schraubenkopf an der oberen Ebene O abstützen kann. Im rührt der in 2 sichtbare „dickere“ Bereich des Metallblech-Schubfeldabschnittes 2a von dessen umgebördelten Rand her, der auch in 1 erkennbar ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013106080 A1 [0001]
- EP 1690779 B1 [0001, 0003]
