-
Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zwischen einer Monocoque-Fahrgastzelle einer Fahrzeugkarosserie und einer fahrzeugseitigen Komponente.
-
Es ist bekannt, tragende Karosseriestrukturteile von Fahrzeug-karosserien, zum Beispiel eine Fahrgastzelle unter Einsatz von Faserverbundwerkstoffen (bspw. CFK) in sogenannter Monocoque-Bauweise herzustellen.
-
So ist aus der
DE 10 2010 014 574 A1 eine Fahrzeugkarosserie bekannt, die modulartig aus einer selbsttragenden Fahrgast-zelle in Monocoque-Bauweise und einem daran befestigten Vor- und Hinterbau aufgebaut ist. Die Fahrgastzelle in Monocoque-Bauweise besteht aus einem aus faserverstärktem Kunststoff hergestellten wannenförmigen Bodenteil mit einer Vorder- und Rückwand.
-
Desweiteren müssen an eine solche Fahrgastzelle in Monocoque-Bauweise, im weiteren Monocoque-Fahrgastzelle weitere Bauteile bzw. Komponenten der Fahrzeugkarosserie, insbesondere Interieurteile oder Verkleidungsteile angebunden werden.
-
So ist bspw. aus der
DE 10 2004 049 894 A1 ein Halter aus Aluminium für elektrische Leitungen zur Verwendung im Flugzeugbau bekannt, der auf eine faserverstärkte Kunststoff-struktur aus CFK (kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff) genietet wird. Es wird vorgeschlagen, einen solchen Halter wenigstens teilweise aus Kunststoff herzustellen.
-
Es ist auch bekannt, solche weiteren Komponenten der Fahrzeug-karosserie nicht über Schraub- oder Bolzenverbindungen mit Faserverbundwerkstoffen zu verbinden, da eine solche Verbindungsart für die spröden und harten Faserverbundwerk-stoffe nicht einsetzbar ist. Die hierzu erforderlichen Bohrungen mit oder ohne Gewinde würden zu einer Material-schwächung des Strukturteils aus Faserverbundwerkstoff bzw. zu einer Störung des Faserverlaufs und damit zu einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften eines solchen Strukturteils führen.
-
Um solche Nachteile zu umgehen, werden in solche Strukturteile aus Faserverbundwerkstoff metallische Einlegeteile mit Gewinde integriert, an denen bspw. eine Schraubverbindung realisiert werden kann. Eine solche Verbindungsart erfordert jedoch einen höheren Aufwand zur Herstellung eines Strukturteils aus Faserverbundwerkstoff und führt insbesondere zu hohen Herstell-kosten.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbindungs-anordnung zwischen einer Monocoque-Fahrgastzelle einer Fahrzeugkarosserie und einer fahrzeugseitigen Komponente, insbesondere einem Verkleidungsteil bereitzustellen, welche einfach herzustellen und funktionssicher ist, insbesondere den hohen Belastungen eines Fahrzeugbetriebes gewachsen ist.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Verbindungsanordnung mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1.
-
Eine solche Verbindungsanordnung einer Monocoque-Fahrgastzelle einer Fahrzeugkarosserie und einer fahrzeugseitigen Komponente zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass ein metallischer U-förmiger Halter mit einem zwei Schenkelteile verbindenden Mittelteil vorgesehen ist, wobei die beiden Schenkelteile endseitig jeweils einen Befestigungsflansch aufweisen, ferner Verbindungsmittel vorgesehen sind, mit welchen die Befestigungsflansche des Halters mit einer Montagefläche der Monocoque-Fahrgastzelle stoff- und/oder formschlüssig verbunden sind und schließlich das Mittelteil des Halters Rastmittel aufweist, welche mit Rastmittel des Verkleidungsteils zur Herstellung einer Rastverbindung zusammenwirken.
-
Mit dieser erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung hat sich überraschenderweise gezeigt, dass die flächige kraft- und/oder formschlüssige Verbindung der Befestigungsflansche des Halters mit der Montagefläche der Monocoque-Fahrgastzelle zu einer fahrzeugtauglichen Verbindungsart sowohl hinsichtlich einer sicheren und festen Anbindung eines Verkleidungsteils als fahrzeugseitige Komponente an die Monocoque-Fahrgastzelle als auch des Ausgleich der hohen Differenz zwischen den Wärme-ausdehnungskoeffizienten von Metall und solchen Faserverbund-werkstoffen führt. Da der Halter eine gewisse federnde Eigenschaft zwischen den Schenkelteilen und dem Mittelteil aufweist, werden aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten entstehenden Längenunterschiede ausgeglichen.
-
Ferner zeigt eine solche erfindungsgemäßen Verbindung einer Komponente, insbesondere eines aus Kunststoff gefertigten Verkleidungsteils mit der Monocoque-Fahrgastzelle mittels eines metallischen Halters vorteilhafte Eigenschaften bei einem Unfall, insbesondere einem Aufprall (Crash), da diese Halter in einem solchen Fall Aufprallenergie absorbieren können.
-
Zur Realisierung einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Halter und der Monocoque-Fahrgastzelle wird weiterbildungs-gemäß als Verbindungsmittel eine Klebstoffschicht vorgesehen, die zwischen den Befestigungsflanschen und der Montagefläche der Monocoque-Fahrgastzelle angeordnet ist. Dies stellt eine einfache und schnell zu Realisierung Verbindungsart dar.
-
Zur Realisierung einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Halter und der Monocoque-Fahrgastzelle ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung als Verbindungsmittel ein Blendenteil vorgesehen, welches einerseits mit der Montage-fläche der Monocoque-Fahrgastzelle stoffschlüssig und andererseits kraftschlüssig mit den Befestigungsflanschen des Halters verbunden ist. Vorzugsweise wird für die stoffschlüssige Verbindung eine Klebstoffschicht zur Realisierung einer Klebeverbindung zwischen dem Blendenteil und der Montagefläche verwendet, während für die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Halter und dem Blendenteil Nieten oder Schraubmittel zur Verbindung der Befestigungsflansche mit dem Blendenteil vorgesehen sind.
-
Dabei ist vorzugsweise auch das Blendenteil aus einem faser-verstärktem Kunststoff hergestellt mit nur einer geringen Dicke. Mit einem solchen dünnen Träger für den Halter besteht keine Gefahr, dass die für die Nieten oder die Schraubmittel erforderlichen Bohrungen zu einer Material-schwächung führen.
-
Besonders vorteilhaft ist es gemäß einer weiteren Ausge-staltung der Erfindung, wenn die beiden Schenkel jeweils mit einer Stufe ausgebildet sind. Dadurch werden die federnden Eigenschaften des Halters zum Ausgleich von Wärmeausdehnungs-koeffizienten verbessert, ohne dass dadurch die Stabilität der Verbindungsanordnung darunter leidet.
-
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Montagefläche streifenförmig mit einer wannenförmigen Kontur ausgebildet, wobei vorzugsweise die Montagefläche im Bereich eines Überrollbügels der Monocoque-Fahrgastzelle angeordnet ist.
-
Weiterbildungsgemäß vorteilhaft ist es, wenn das Blendenteil kongruent mit der Montagefläche ausgebildet ist.
-
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs-beispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Monocoque- Fahrzeugzelle mit erfindungs-gemäßen Halterungen aufweisende Überrollbügel,
-
2 eine schematische perspektivische Darstellung einer vergrößerten Ansicht auf einen Überrollbügel gemäß 1,
-
3 eine schematische perspektivische Darstellung auf den Überrollbügel gemäß 2 mit einem Verkleidungsteil des Überrollbügels,
-
4 eine Schnittdarstellung im Bereich einer Halterung gemäß einer ersten Ausführungsform der erfindungs-gemäßen Verbindungsanordnung,
-
5 eine Schnittdarstellung im Bereich einer Halterung gemäß einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung, und
-
6 eine schematische perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung mit einem Verkleidungsteil gemäß 4.
-
Die 1 zeigt eine Fahrgastzelle 1 in Monocoque-Bauweise, die bspw. einstückig aus faserverstärktem Kunststoff (FVK) hergestellt ist und in der zwei Sitzschalen 2 und 3 mit zugehörigen Überrollbügeln 2a und 3a integriert sind. Diese Überrollbügel 2a und 2b sind nach hinten haubenförmig aus-gebildet und enden sitzschalenseitig in einem schüsselförmig verlaufenden Rand mit streifenförmigen Montageflächen 2b bzw. 3b. Diese an jeder Sitzschale 2 und 3 schüsselförmig in der y-z-Ebene verlaufenden Montageflächen 2b und 3b sind über ein Mittelteil 4 zwischen den beiden Sitzschalen 2 und 3 verbunden und stellen in der Kontur im Wesentlichen ein umgekehrtes W dar.
-
Auf jeder dieser beiden Montageflächen 2b und 3b sind jeweils vier U-förmige Halter 10 angeordnet, welche im Bereich des Überrollbügels 2a mit Kreisen A gekennzeichnet sind.
-
Gemäß den 2, 4, 5 und 6 besteht ein solcher aus einem streifenförmigen Metallblech, bspw. aus Aluminium- oder Stahlblech hergestellten Halter 10 aus zwei über ein Mittel-teil 13 verbundenen Schenkelteilen 11 und 12, wobei an den freien Enden der beiden Schenkelteile 11 und 12 jeweils rechtwinklig zur Ebene des Mittelteils 13 Befestigungsflansche 11a und 12a angeformt sind und zur Montage des Halters 10 an den Montageflächen 2b und 3b dienen. Die Schenkelteile 11 und 12 sind jeweils mit einer Stufe 11b und 12b ausgeformt.
-
Das Mittelteil 13 weist Rastöffnungen 13a und 13b auf, in die entsprechende Rastelemente 21 und 22 eines Verkleidungsteils 20 des Überrollbügels 2a bzw. 3a eingerastet werden, wie dies in 6 dargestellt ist. 3 zeigt eine Ansicht auf den Überrollbügel 2a mit einem solchen Verkleidungsteil 20.
-
Die Montage der Halter 10 an den Montageflächen 2b und 3b erfolgt zum einen direkt mittels einer eine stoffschlüssige Verbindung herstellende Klebeverbindung zwischen den Befestigungsflanschen 11a und 12a des Halters 10 und der Montagefläche 2b bzw. 3b, so dass – wie 5 zeigt – eine Klebstoffschicht 14 zwischen dem Befestigungsflanschen 11a und 12a und der Montagefläche 2b entsteht.
-
Zum anderen wird der Halter 10 zunächst mit einem mit der Montagefläche 2b bzw. 3b kongruenten Blendenteil 5 bzw. 6 kraftschlüssig verbunden und anschließend dieses Blendenteil 5 bzw. 6 auf die Montagefläche 2b des Überrollbügels 2a bzw. auf die Montagefläche 3b des Überrollbügels 3a geklebt, so dass zwischen dem Blendenteil 5 bzw. 6 und der Montagefläche 2b bzw. 3b eine Klebstoffschicht 15 entsteht, wie dies in 4 dargestellt ist.
-
Die kraftschlüssige Verbindung der Halter 10 mit den Blenden-teilen 5 und 6 erfolgt mittels einer Niet- oder Schraub-verbindung realisiert. Die 2 und 4 zeigen eine Verbindung der Halter 10 mit dem Blendenteil 5 bzw. 6 mittels Nieten 16, entsprechend können auch Schraubmittel verwendet werden.
-
Das streifenförmige Blendenteil 5 bzw. 6 ist aus einem faserverstärkten Kunststoff mit geringer Dicke hergestellt, so dass durch die notwendigen Bohrung oder Gewindebohrungen keine Materialschwächung auftritt.
-
Nach der Montage der Halter 10 an den Montageflächen 2b und 3b wird das Verkleidungsteil 20 auf diese Halter 10 geklipst, wie dies in den 3 und 4 bis 6 dargestellt ist. Hierzu weist entsprechend den 4 bis 6 das Verkleidungsteil 20 einen Federrasthaken 21 auf, der, nachdem ein Zentrierzapfen 22 in eine entsprechende Rastöffnung 13a des Mittelteils 13 eingeführt wurde, in die Rastöffnung 13b des Mittelteils 13 des Halters 10 einrastet.
-
Das Verkleidungsteil 20 kann ebenso aus einem faserverstärkten Kunststoff gefertigt werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102010014574 A1 [0003]
- DE 102004049894 A1 [0005]
