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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Federbein nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2012 113 161 A1 ist bereits eine Anbindung eines Federbeins an eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs bekannt, wie sie in ähnlicher Weise bei den meisten heutigen Personenkraftfahrzeugen realisiert ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem Federbein zu schaffen, das auf einfache Weise an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs angebunden ist.
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Diese Aufgabe wird mit einem Kraftfahrzeug mit einem Federbein mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Kraftfahrzeuge und insbesondere Personenkraftfahrzeuge weisen im Regelfall für jedes Rad ein Federbein auf. Normalerweise ist zusätzlich auch ein Dämpfer für jedes Rad vorgesehen. Dieser Dämpfer kann entweder in das Federbein integriert oder als separates Bauteil ausgeführt sein. Der untere Endbereich des Federbeins ist mit der Radaufhängung verbunden, während der obere Endbereich des Federbeins an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs angebunden ist. Dazu weist der obere Endbereich des Federbeins einen Halter auf, mit dem das Federbein an der Karosserie angebunden ist. Dieser Halter kann ein separates Bauteil sein, das mit dem Federbein verbunden ist, oder aber kann in das Federbein integriert sein. Erfindungsgemäß ist der Halter an ein Karosserieelement der Karosserie lösbar angebunden, das sich im flächigen Anbindungsbereich im Wesentlichen parallel zur Längserstreckung des Federbeins erstreckt.
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Bei dem bekannten Stand der Technik dagegen ist das Federbein stets an eine Federbeinaufnahme angebunden, die sich im Anbindungsbereich hauptsächlich lotrecht zur Längserstreckung des Federbeins erstreckt. Dabei überträgt das Federbein hauptsächlich Kräfte in seiner Längserstreckung. Entsprechend wird die Anbindung des Federbeins hauptsächlich auf Zug und Druck belastet. Deshalb müssen die bekannten Federbeinaufnahmen sehr steif ausgelegt werden und weisen entsprechende Wandstärken und/oder zusätzliche Verstärkungen auf.
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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung dagegen ist die Kraftrichtung in Längserstreckung des Federbeins parallel zum Anbindungsbereich des Karosserieelements. Die Anbindung wird also auf Scherzug belastet. Dies erfordert im Anbindungsbereich keine so extrem steife Gestaltung des Karosserieelements wie bei einer Federbeinaufnahme aus dem Stand die Technik, die auf Zug und Druck belastet wird.
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Vorteilhafterweise erstreckt sich das flächige Karosserieelement, an das der Halter angebunden wird, im Anbindungsbereich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeughöhenrichtung. Somit ist der für die Anbindung des Federbeins benötigte Bauraum in Fahrzeugquerrichtung deutlich geringer als bei einer aus dem Stand der Technik bekannten Federbeinaufnahme. Dies ist insbesondere bei einem Personenkraftfahrzeug von Vorteil, da die zur Verfügung stehende Breite im Kofferraum damit besonders groß ist. Die Breite des Kofferraums wird bei einem Personenkraftfahrzeug limitiert durch das linke und rechte Radhaus. Diese beiden Radhäuser müssen bei aus dem Stand der Technik bekannten Federbeinaufnahmen, die auf Zug und Druck belastet werden, besonders steif ausgelegt werden und benötigen daher mehr Bauraum, als bei der erfindungsgemäßen Anbindung, die primär auf Scherzug belastet wird. Daher können bei einer erfindungsgemäßen Anbindung die Radhäuser etwas schmäler gestaltet werden, sodass der Kofferraum breiter sein kann.
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Die Anbindung des Federbeins an das flächige Karosserieelement erfolgt mit einer lösbaren Verbindungstechnik. Die Verbindung soll lösbar sein, um im Falle einer Beschädigung des Federbeins oder gegebenenfalls der Achse das Federbein bzw. die Achse leicht ausbauen beziehungsweise austauschen zu können, ohne dass die miteinander verbundenen Bauteile beim Lösen der Anbindung zerstört werden. Deshalb ist der Halter günstigerweise ausschließlich mit Schrauben an dem Karosserieelement angeschraubt. Schraubverbindungen sind eine einfache und bewährte lösbare Verbindungstechnik. Sie ermöglichen ein schnelles und prozesssicheres Schaffen und Lösen einer Verbindung zweier Bauteile. Hierbei ist die Verbindung umso kostengünstiger, je weniger Schrauben verwendet werden müssen. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung reichen zwei Schrauben aus, um den Halter an der Karosserie zu befestigen. Bevorzugt werden diese beiden Schrauben dabei auf einander gegenüberliegenden Seiten des Federbeins angeordnet.
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Idealerweise besteht das flächige Karosserieelement aus einem Blechbauteil, das im Anschraubbereich mit einem Verstärkungsblech versteift ist. Das Karosserieelement, an das das Federbein angebracht ist, muss relativ große Kräfte aufnehmen können, ohne dass es zu einer unerwünschten Deformation kommt. Dazu kann entweder das gesamte Karosserieelement entsprechend steif und damit dick dimensioniert werden, oder es wird günstigerweise ein dünneres Blechbauteil verwendet, dass im Anschraubbereich mit einem Verstärkungsblech ausgesteift ist. Dabei können das Blechbauteil und das Verstärkungsblech miteinander verschweißt sein. Dies ist eine sehr kostengünstige und prozesssichere Verbindungstechnik, die sich im Karosseriebau bewährt hat. Idealerweise umschließen das Blechbauteil und das Verstärkungsblech einen gemeinsamen Hohlraum. Dazu liegt das Verstärkungsblech umlaufend mit seinem Randbereich am Blechbauteil an und ist mit dem Randbereich mit dem Blechbauteil verbunden. Ein solcher Verbund aus zwei Blechbauteilen ist besonders steif. Idealerweise liegt der Randbereich des Verstärkungsblechs umlaufend mit einem Flansch flächig am Blechbauteil an, sodass eine Verschweißung der beiden Bauteile entlang des Flanschs möglich ist.
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Vorteilhafterweise kann das Blechbauteil zumindest einen Teil einer Radhausschale bilden. Eine Radhausschale umgibt ein Rad des Kraftfahrzeugs. Bei einem Hinterrad dient die Radhausschale zum Schutz des Fahrzeuginnenraums beziehungsweise des Kofferraums vor Schmutz und Spritzwasser. Zugleich hat die Radhausschale eine aerodynamische Funktion. Sie soll Luftverwirbelungen im Bereich des Rades möglichst gering halten.
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Wenn der Halter mit dem Karosserieelement verschraubt ist, das das Blechbauteil und das Verstärkungsblech umfasst, muss eine Mutter, eine Buchse oder ein Gewinde an dem Karosserieelement vorgesehen sein, in das die Schraube zur Anbindung des Federbeins an das Karosserieelement hineingeschraubt werden kann. Vorteilhafterweise sind an dem Karosserieelement Buchsen angeschweißt, in die die Schrauben eingeschraubt sind. Das Einbringen solcher Buchsen in ein Blechbauteil durch Schweißen ist ein gängiger Prozess im heutigen Karosseriebau.
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Vorteilhafterweise erstrecken sich die Buchsen zumindest zwischen dem Blechbauteil und dem Verstärkungsblech, sie ragen also in den vom Blechbauteil und vom Verstärkungsblech gemeinsam gebildeten Hohlraum hinein. Die Buchsen können günstigerweise mit dem Verstärkungsblech und/oder mit dem Blechbauteil verschweißt sein. Zusätzlich stützen sich die Buchsen idealerweise formschlüssig am Verstärkungsblech oder am Blechbauteil in Einschraubrichtung ab.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im Folgenden näher beschrieben wird. Die einzelnen Figuren zeigen in schematischer Darstellungsweise:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines hinteren Abschnitts einer Karosserie eines Personenkraftfahrzeugs,
- 2 eine perspektivische Detailansicht eines Anbindungsbereichs für ein Federbein an die Karosserie,
- 3 einen Schnitt durch den in 2 gezeigten Anbindungsbereich,
- 4 eine alternative Ausführung des in 3 im Schnitt gezeigten Anbindungsbereichs für ein Federbein an die Karosserie.
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In 1 ist ein Hinterwagen 2 einer Karosserie eines Personenkraftfahrzeugs dargestellt. Der Hinterwagen 2 grenzt in Fahrtrichtung x gesehen hinten an eine Fahrgastzelle an, an die sich wiederum vorne ein Vorderwagen anschließt. Der Hinterwagen 2 bildet mit seinem hinteren Endbereich das Fahrzeugheck. In 1 ist vor allem der untere Teilbereich des Hinterwagens 2 dargestellt.
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In der 1 ist nicht nur der Hinterwagen 2 gezeigt, sondern auch der hintere, untere Endbereich der Fahrgastzelle. Die Fahrgastzelle wird beidseitig jeweils von einem Seitenschweller 4 begrenzt, der sich in Fahrzeuglängsrichtung x bis zu einem hinteren Radhaus erstreckt. Die hinteren Endbereiche der beiden Seitenschweller 4 sind mit einem Sitzquerträger 3 verbunden, der sich in Fahrzeugquerrichtung y erstreckt.
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Der Hinterwagen 2 umfasst einen linken und einen rechten Hecklängsträger 6, die an ihren hinteren Endbereichen zur Aufnahme eines hinteren Stoßfängers dienen. Die Seitenschweller 4 und die Hecklängsträger 6 sind jeweils mit einem Gussträger 5 verbunden, der sich primär in Fahrzeuglängsrichtung x erstreckt und den hinteren Endbereich des Seitenschwellers 4 um das Radhaus herum mit dem vorderen Endbereich des Hecklängsträgers 6 verbindet. Dabei wird das Radhaus mit einer Radhausschale 8 begrenzt, die an dem Gussträger 5 anliegt und mit diesem verbunden ist. Die Gussträger 5 und die Radhausschalen 8 gehören zum Hinterwagen 2. Zur Versteifung des Hinterwagens 2 sind die beiden Gussträger 5 im Bereich der Radhäuser über einen Querträger 10 miteinander verbunden. Der Querträger 10 erstreckt sich in Fahrzeugquerrichtung y parallel zum Sitzquerträger 3. Die Anbindung des Querträgers 10 an den jeweiligen Gussträger 5 erfolgt beidseitig jeweils über eine Verstärkung 12 des Radhauses, die sich zusätzlich entlang der Radhausschale 8 in Fahrzeughöhenrichtung z nach oben erstreckt und mit der Radhausschale 8 verbunden ist.
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Die Radhausschale 8 umgibt ein Radhaus, in dem ein in der 1 nicht gezeigtes Hinterrad des Personenkraftfahrzeugs angeordnet ist. Dieses Hinterrad stützt sich über ein ebenfalls nicht dargestelltes Federbein an der Karosserie ab. Dabei ist der untere Endbereich des Federbeins mit dem Hinterrad verbunden, während der obere Endbereich an der Karosserie befestigt ist. Zur Befestigung dient - wie in 2 und 3 gezeigt - ein Halter 18 mit einer ringförmigen Aufnahme 30, die den oberen Endbereich des Federbeins umgibt. Dabei ist der Durchmesser des oberen Endbereichs des Federbeins kleiner als der Durchmesser des Federbeins im darunter angrenzenden mittleren Bereich. Der Halter 18 weist zwei von der ringförmigen Aufnahme 30 radial abstehende, einander gegenüberliegende Befestigungsflansche 19 auf, die sich jeweils in Fahrzeughochrichtung z und in Fahrzeuglängsrichtung x erstrecken. Der Halter 18 liegt mit seinen beiden Befestigungsflanschen 19 flächig an einem Karosserieelement der Karosserie an, das sich im flächigen Anbindungsbereich im Wesentlichen parallel zur Längserstreckung des Federbeins erstreckt.
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Das Karosserieelement, an dem der Halter 18 anliegt, wird gebildet von einem Blechbauteil 14 und einem Verstärkungsblech 16. Das Blechbauteil 14 ist in eine Ausnehmung in der Radhausschale 8 eingesetzt. Dazu weist das Blechbauteil 14 umlaufend einen Flansch auf, mit dem es flächig um die Ausnehmung herum an der Radhausschale 8 anliegt und mit dieser verschweißt ist. An dem Blechbauteil 14 liegt wiederum das Verstärkungsblech 16 über einen umlaufenden Flansch an, wobei das Blechbauteil 14 und das Verstärkungsblech 16 zumindest im Befestigungsbereich für den Halter 18 zueinander in Fahrzeugquerrichtung y beabstandet sind.
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Der Halter 18 ist mit zwei Schrauben 20 am Karosserieelement angeschraubt. Dabei erstrecken sich beiden Schrauben 20 bzw. die Schäfte der beiden Schrauben 20 hauptsächlich in Fahrzeugquerrichtung y. Die beiden Schrauben 20 sind jeweils in eine Buchse 24 eingeschraubt, die mit dem Karosserieelement verschweißt ist. Das Verstärkungsblech 16 weist ein Durchgangsloch 22 auf, durch das die Schraube 20 hindurchragt. Auf der dem Halter 18 gegenüberliegenden Seite des Verstärkungsblechs 16 liegt die Buchse 24 an dem Verstärkungsblech 16 an und ist mit diesem verschweißt. Dabei ist der Außendurchmesser der Buchse 24 größer als das Durchgangsloch 22. Die Buchse 24 weist ein Innengewinde auf, in das der vordere Abschnitt des Schafts der Schraube 20 eingeschraubt ist.
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Die Buchse 24 erstreckt sich in Fahrzeugquerrichtung y vom Verstärkungsblech 16 aus bis zum Blechbauteil 14, mit dem die Buchse 24 ebenfalls verschweißt ist. Die Buchse 24 ragt sogar geringfügig über das Blechbauteil 14 hinaus in einen Kofferraum des Personenkraftfahrzeugs hinein.
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Die Schrauben 20 weisen einen gestuften Schraubenschaft auf. Der an den Schraubenkopf angrenzende Schraubenschaft weist kein Gewinde und einen größeren Durchmesser auf, als der daran angrenzende Schaftabschnitt mit Gewinde, der auch das freie Ende des Schraubenschaftes bildet. Zwischen dem dickeren Schaftabschnitt ohne Gewinde und dem dünneren Schaftabschnitt mit Gewinde befindet sich ein kontinuierlicher Übergangsbereich 26, der als Einführschräge dient. Die Buchse 24 wiederum weist auf ihrer dem Verstärkungsblech 16 zugewandten Seite eine Flachsenkung 28 auf, deren Durchmesser nur geringfügig größer ist als der der dickere Schaftabschnitt der Schraube 20. Zur Montage wird jede Schraube 20 zunächst mit dem freien, dünneren Schaftabschnitt durch ein Durchgangsloch im Befestigungsflansch 19 des Halters 18 gesteckt. Dabei zentriert sich die Schraube 20 sowohl im Halter 18 als auch in der Buchse 24 aufgrund des als Einführschräge dienenden Übergangsbereichs 26 selbständig und garantiert so eine passgenaue Montage des Halters 18 an dem Karosserieelement.
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Dies ist eine sehr einfache Möglichkeit zur Anbindung eines Federbeins an eine Karosserie eines Personenkraftfahrzeugs im Bereich eines Radhauses. Der große Vorteil besteht darin, dass das Federbein über einen Halter 18, der auch einstückig mit dem Federbein ausgeführt sein kann, ausschließlich in Fahrzeugquerrichtung y mit der Karosserie verbunden ist. Dazu reichen zwei Schrauben 20 aus, die in Fahrzeugquerrichtung y in Buchsen 24 eingeschraubt sind, die mit der Karosserie verbunden sind. Der Halter 18 liegt dabei in einer Ebene an der Karosserie an, die in Fahrzeuglängsrichtung x und Fahrzeughöhenrichtung z aufgespannt wird. Damit wird die Anbindung primär auf Scherzug beansprucht.
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Dieser Art der Anbindung des Federbeins an die Karosserie in Fahrzeugquerrichtung spart insbesondere in Fahrzeugquerrichtung y Bauraum und ist aufgrund der nur zwei erforderlichen Schrauben 20 besonders schnell und kostengünstig herstellbar. Auch im Reparaturfall ist diese neue Anbindungsart besonders vorteilhaft, da die Schrauben 20 vom Radhaus aus zugänglich sind. Es müssen also keine Verkleidungsteile erst im Kofferraum entfernt werden, um wie beim Stand der Technik die Anbindungsstellen des Federbeins an die Karosserie zugänglich zu machen.
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In 4 ist eine alternative Ausführungsform zu der in den 2 und 3 gezeigten Gestaltung gezeigt. Hierbei haben alle gleich gebliebenen Bauteile die gleichen Bezugszeichen. Die Buchsen 24' haben eine etwas andere Form: Sie weisen einen zylinderförmigen Vorsprung 34 auf, der durch das Durchgangsloch 22 im Verstärkungsblech 16 hindurch in eine Flachsenkung 32 im Befestigungsflansch 19 des Halters 18 hineinragt. Dabei ist der Außendurchmesser des zylinderförmigen Vorsprungs 34 kleiner als der Auendurchmesser der restlichen Buchse 24' zwischen dem Verstärkungsblech 16 und dem Blechbauteil 14, sodass die Buchse 24' in Fahrzeugquerrichtung y gesehen weiterhin am Verstärkungsblech 16 um das Durchgangsloch 22 herum formschlüssig umlaufend anliegt. Damit bilden die Buchsen 24' einen Formschluss mit dem Halter 18 und können zum Beispiel bei der Montage zur Vorpositionierung des Halters 18 dienen, bevor die Schrauben 20 eingeschraubt werden.
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Beide Ausführungsformen ermöglichen eine Anbindung eines Federbeins an eine Karosserie mit nur zwei Schrauben 20, die in Fahrzeugquerrichtung y eingeschraubt sind. Dabei liegt der Halter 18 in einer Ebene in Fahrzeuglängsrichtung x und in Fahrzeughöhenrichtung z an dem Karosserieelement der Karosserie an, mit dem der Halter 18 verschraubt ist. Dies ermöglicht eine bauraumsparende und kostengünstige Anbindung des Federbeins.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Hinterwagen
- 3
- Sitzquerträger
- 4
- Seitenschweller
- 5
- Gussträger
- 6
- Hecklängsträger
- 8
- Radhausschale
- 10
- Querträger
- 12
- Verstärkung Radhaus
- 14
- Blechbauteil
- 16
- Verstärkungsblech
- 18
- Halter Federbein
- 19
- Befestigungsflansch
- 20
- Schraube
- 22
- Durchgangsloch
- 24
- Buchse
- 24'
- Buchse
- 26
- Übergangsbereich
- 26'
- Übergangsbereich
- 28
- Flachsenkung
- 30
- ringförmige Aufnahme
- 32
- Flachsenkung
- 34
- zylinderförmigen Vorsprung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012113161 A1 [0002]
