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Die Erfindung betrifft einen Träger für eine Karosserie eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Die
DE 10 2005 017 982 A1 beschreibt eine B-Säule eines Kraftfahrzeugs, welche zwischen einem seitlichen Dachrahmen und einem Türschweller verläuft. Die B-Säule umfasst ein Gussteil, welches im Querschnitt ein Hutprofil aufweist. An Schenkeln des Gussteils sind abgewinkelt angeordnete Bereiche vorgesehen, an welchen ein die Öffnung des Gussteils abdeckendes Schließblech befestigt ist.
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Ein weiterer Träger ist beispielsweise bereits aus der
EP 0 587 596 B1 als bekannt zu entnehmen, welcher zwei als Gussbauteile ausgebildete schalenförmige bzw. im Querschnitt winkelförmige Trägerteile umfasst, welche zumindest über einen Längenbereich zu einem geschlossenen Hohlträger miteinander verbunden sind. Jedes der beiden Trägerteile umfasst dabei eine Mehrzahl von Rippen oder dergleichen Versteifungen, durch welche der Träger insgesamt seine erforderliche Steifigkeit erhält. Die beiden als Gussbauteile ausgebildeten Trägerteile sind dabei über Fügeverbindung, insbesondere Schweißverbindungen gegenseitig festgelegt.
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Die
DE 198 02 806 A1 beschreibt einen Integralträger für den Vorbaubereich von Personenkraftwagen, welcher nicht wie aus dem Stand der Technik bekannte Integralträger als Blechkonstruktion oder als Gussbauteil ausgebildet ist. Vielmehr sind bei diesem Integralträger Längsträgerabschnitte sowie ein die Längsträgerabschnitte verbindender Querträgerabschnitt als Leichtmetall-Strangpressprofilteile ausgebildet.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Träger der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher einfach herstellbar ist und darüber hinaus ein niedriges Gesamtgewicht mit einem hohen Energieabsorptionsvermögen aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Träger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.
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Um einen Träger zu schaffen, welcher einfach herstellbar ist und darüber hinaus gewichtsgünstig und mit einem hohen Energieabsorptionsvermögen ausgebildet ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass neben dem zumindest einen als Gussbauteil ausgebildeten Trägerteil das wenigstens eine weitere Trägerteil als Blechbauteil ausgebildet ist, welches fest mit dem als Gussbauteil ausgebildeten Trägerteil verbunden ist. Im Unterschied zum bislang bekannten Stand der Technik, bei welchem zwei Gussbauteile über zumindest einen Längenbereich des Trägers ein geschlossenes Hohlträgerprofil ausbilden, wird dieses erfindungsgemäß zumindest über einen Längenbereich des Trägers dadurch gebildet, dass das Gussbauteil mit dem Blechbauteil verbunden wird. Das Blechbauteil zeichnet sich dabei insbesondere durch eine gegenüber dem Gussbauteil höhere Festigkeit und ein niedrigeres Gewicht aus, so dass sich insgesamt ein Träger schaffen lässt, welcher bei äußerst niedrigem Gewicht eine hohe Kraft gegen Deformation und demzufolge eine hohe Crashperformance aufweist. Dementsprechend eignet sich der erfindungsgemäße Träger insbesondere in den Bereichen der vorderen und hinteren Struktur der Kraftwagenkarosserie, welche bei einer Kollision des Kraftwagens hohe Kräfte aufnehmen bzw. weiterleiten kann.
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Ein weiterer Vorteil ist es, dass das Blechbauteil beispielsweise durch Umformen äußerst einfach und kostengünstig herstellbar und sehr leicht beispielsweise mittels einer geeigneten Fügverbindung an wenigstens einen Gussbauteil festzulegen ist. Es ist ersichtlich, dass bei dem erfindungsgemäßen Träger somit die hohe Steifigkeit des Gussbauteils mit der hohen Festigkeit des Blechbauteils kombiniert ist. Im Ergebnis entsteht somit ein Träger, welcher einerseits sehr leicht und kostengünstig herstellbar und andererseits bei einem entsprechend niedrigen Gewicht eine sehr hohes Steifigkeit und Crashperformance aufweist.
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Erfindungsgemäß weist das als Gussbauteil ausgebildete Trägerteil wenigstens einen am Gussbauteil angeformten Befestigungs- und/oder Stützbereich auf, welcher zur Anordnung eines Fahrwerksgliedes des Kraftwagens dient, so dass Fahrwerkskräfte äußerst steif in die Karosserie des Kraftwagens eingeleitet werden können.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zudem vorteilhaft gezeigt, wenn das als Gussbauteil ausgebildete Trägerteil wenigstens einen Flanschbereich aufweist, an welchem ein Anschlussbauteil bzw. das Blechbauteil mit dem Trägerteil zu verbinden ist. Ein derartiger Flanschbereich kann beispielsweise nahe der Trennstelle zweier miteinander korrespondierender Gießwerkzeuge vorgesehen werden, so dass dieser auf einfache Weise am Gussbauteil angeordnet ist. Somit ist eine einfache Möglichkeit zur Befestigung von Anschlussbauteilen wie benachbarten Karosserieblechen, Trägerteilen oder dergleichen geschaffen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zudem vorteilhaft gezeigt, wenn das als Gussbauteil ausgebildete Trägerteil wenigstens einen weiteren Befestigungs- und/oder Stützbereich für ein Anschlussbauteil des Trägers aufweist. Ein derartiger Befestigungs- und/oder Stützbereich kann auf einfache Weise am Gussbauteil angeformt werden, so dass das Anschlussbauteil äußerst steif am Träger angebunden werden kann.
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Darüber hinaus kann am Gussbauteil ein Befestigungs- und/oder Stützbereich zur Anordnung eines weiteren Karosserieträgers des Kraftwagens ausgebildet sein, um weitere Trägerteile der Rohbaustruktur des Kraftwagens äußerst zuverlässig an dem Träger anbinden zu können.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zudem vorteilhaft gezeigt, wenn der wenigstens eine weitere Befestigungs- und/oder Stützbereich auf einer zur Fahrzeugmitte hin gewandten Seite des als Gussbauteil ausgebildeten Trägerteils angeordnet ist. Erfahrungsgemäß müssen gerade zur Fahrzeugmitte hin eine Vielzahl von Trägerteilen, Fahrwerkskomponenten, Aggregateteile oder dergleichen angebunden werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das als Blechbauteil ausgebildete Trägerteil auf einer Seite und/oder in einem Bereich des als Gussbauteil ausgebildeten Trägerteils befestigt, welche bzw. welcher frei von Befestigungs- und/oder Stützbereichen zur Anordnung von Trägerteilen, Fahrwerksgliedern, Aggregateteilen oder dergleichen ist. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, das Blechschließteil in Bereichen mit wenig Anschlussteilen anzuordnen, so dass das Blechbauteil selbst äußerst einfach hergestellt werden kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das als Gussbauteil ausgebildete Trägerteil zumindest partiell mit Rippen oder dergleichen Versteifungsmitteln versehen, um hierdurch die beispielsweise bei Längsträgern im Bereich der Knautschzone gewünschte Steifigkeit zu erhalten. Somit können beispielsweise andere Trägerteile, Fahrwerksglieder, Aggregateteile oder dergleichen äußerst stabil festlegt werden.
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Ist das Gussbauteil beispielsweise als Längsträger für eine vordere oder hintere Struktur des Kraftwagens ausgebildet, so hat es sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft gezeigt, wenn dieses eine sich zumindest annähernd in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) erstreckende Entformungsrichtung aufweist. Somit können die Rippen oder dergleichen Versteifungmittel ebenfalls in vorteilhafter Weise in Fahrzeugquerrichtung verlaufend im Gussbauteil vorgesehen werden, so dass sich insgesamt ein steifes und Gussbauteil mit besserer Crashperformance erreichen lässt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich darüber hinaus als vorteilhaft gezeigt, wenn das als Blechbauteil ausgebildete Trägerteil auf einer zur Fahrzeugaußenseite hin gewandten Seite des als Gussbauteil ausgebildeten Trägerteils angeordnet ist. Erfahrungsgemäß sind gerade bei Längsträgers der vorderen oder hinteren Struktur an der nach außen hin gewandten Seite wenige Anschlussstellen für Anschlussträgerteile, Fahrwerksglieder, Aggregateteile oder dergleichen erforderlich, so dass sich diese Seite des Gussbauteils in optimaler Weise zur Befestigung des Blechbauteils eignet.
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Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, an dem Träger wenigstens einen Einschuhbereich oder dergleichen vorzusehen, an welchem wenigstens ein Anschlussbauteil angebunden werden kann. Somit können Kräfte über die Anschlussteile großflächig und gleichmäßig in den Träger eingeleitet werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine schematische und leicht perspektivische Seitenansicht von der Fahrzeugaußenseite her zur Fahrzeugmitte hin auf ein als Gussbauteil ausgebildetes Trägerteil eines hinteren Längsträgers eines Personenkraftwagens, wobei das zumindest längenabschnittsweise im Querschnitt U-förmige Gussbauteil eine Mehrzahl von Rippen oder dergleichen Versteifungsmittel sowie mehrere Befestigungs- und/oder Stützbereiche zur Anbindung von Fahrwerksgliedern und sich anschließenden Trägerteilen der Kraftwagenkarosserie aufweist, und wobei das Gussbauteil über dessen Längserstreckung mit Flanschbereichen versehen ist, an welchen Anschlussbauteile wie ein weiteres Trägerteil, Karosseriebleche oder dergleichen festlegbar sind;
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2 eine schematische und leicht perspektivische Seitenansicht auf den hinteren Längsträger gemäß 1 von der Fahrzeugmitte zur Fahrzeugaußenseite hin, wobei mehrere Befestigungs- und/oder Stützbereiche zur Anordnung von angrenzenden Trägerteilen der Kraftwagenskarosserie erkennbar sind, und wobei einer der Flanschbereiche zur Festlegung von Anschlussbauteilen wie einem weiteren Trägerteil, Karosserieblechen oder dergleichen erkennbar ist;
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3 eine schematische und leicht perspektivische Seitenansicht auf den hinteren Längsträger gemäß den 1 und 2 von der Fahrzeugaußenseite zur Fahrzeugmitte hin, wobei das als Gussbauteil ausgebildete Trägerteil gemäß 1 über einen erheblichen Längenbereich durch zwei an dessen zur Fahrzeugaußenseite hin gewandte Seite befestigte Blechbauteile geschlossen ist, und wobei an dem hierdurch gebildeten Hohlträger eine Mehrzahl von Längs- und Querträgerteilen sowie Säulenteilen abgestützt und befestigt sind; und in
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4 eine schematische und leicht perspektivische Seitenansicht auf den hinteren Längsträger gemäß 3 von der Fahrzeugmitte zur Fahrzeugaußenseite hin.
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In den 1 und 2 ist jeweils in einer schematischen und leicht perspektivischen Seitenansicht von einem als hinterer Längsträger einer Personenkraftwagenskarosserie ausgebildeten Träger 10 ein als Gussbauteil ausgebildetes Trägerteil 12 dargestellt. Während 1 das Trägerteil 12 in einer Blickrichtung von der Fahrzeugaußenseite zur Fahrzeugmitte hin zeigt, ist die Blickrichtung in 2 vom Inneren des Fahrzeugs zur Außenseite hin. Es ist erkennbar, dass das Trägerteil 12 einen gekröpften Bereich 14 umfasst, welcher einen vorderen Teilbereich 15 mit einem hinteren Teilbereich 18 des Trägerteils 12 verbindet.
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Aus 1 ist darüber hinaus erkennbar, dass das Trägerteil 12 insbesondere im gekröpften Bereich 14 und im hinteren Teilbereich 18 eine im Querschnitt U-förmige Grundkontur aufweist. Demzufolge umfasst das Trägerteil 12 eine innere, in Fahrzeughochrichtung verlaufende Breitseite 20, an welche sich zwei Schenkel 22, 24 einteilig zur Fahrzeugaußenseite hin anschließen. Insbesondere im gekröpften Bereich 14 und im hinteren Teilbereich 18 erstrecken sich zwischen den beiden Schenkeln 22, 24 eine Mehrzahl von Rippen 26, welche einander kreuzen bzw. sich teilweise in Fahrzeuglängsrichtung bzw. teilweise in Fahrzeughochrichtung erstrecken.
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An den oberen Schenkel 22 schließt sich ein im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung verlaufender Flanschbereich 28 an, welcher sich über die zumindest annähernd gesamte Länge des Trägerteils 12 – also über den vorderen und hinteren Teilbereich 16, 18 und über den gekröpften Bereich 14 – erstreckt. Des Weiteren schließt sich an den unteren Schenkel 24 im gekröpften Bereich 14 ein Flanschbereich 30 an, welcher ebenfalls im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung nach unten hin von dem Schenkel 24 absteht.
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In den oberen Flanschbereich 28 sind im hinteren Teilbereich 18 des Trägerteils 12 zwei Befestigungs- und/oder Stützbereiche 50, 52 eingeformt, deren Funktion insbesondere unter Bezugnahme auf die 3 und 4 im Weiteren noch näher erläutert werden wird. In diesen jeweiligen Befestigungs- und/oder Stützbereichen 50, 52 nimmt der Flanschbereich 28 einen in Draufsicht betrachtet U-förmigen Verlauf. Der obere Schenkel 22 ist dabei rechteckförmig bzw. teilweise ausgespart.
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An der nach innen gewandten Breitseite 20 umfasst das als Gussteil ausgebildete Trägerteil 12 drei weitere Befestigungs- und/oder Stützbereiche 32, 34, 36, welche – wie insbesondere aus den 3 und 4 erkennbar ist – zur Anordnung von jeweiligen Querträgerteilen 42, 44, 46 (3, 4) ausgebildet sind. Insbesondere der Befestigungs- und/oder Stützbereich 32 am hinteren Ende des hinteren Teilbereichs 18 bildet dabei einen Aufnahmeschuh für das zugeordnete Querträgerteil 42, so dass entsprechende Kräfte großformatig übertragen werden können. Der Befestigungs- und/oder Stützbereich 34 im gekröpften Bereich 14 des Trägerteils 12 umfasst insbesondere eine Auflagefläche 48, an welcher das zugeordnete Querträgerteil 44 oberseitig aufgelegt bzw. abgestützt und befestigt werden kann.
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Aus 1 sind darüber hinaus zwei als Fahrwerksaufnahmen ausgebildete Befestigungs- und/oder Stützbereiche 38, 40 erkennbar, welche am hinteren Ende des vorderen Teilbereichs 16 bzw. am hinteren Ende des hinteren Teilbereichs 18 nahe des unteren Schenkels 24 des Trägerteils 12 angeordnet sind. An diesen Befestigungs- und/oder Stützbereichen 38, 40 sind Fahrwerksglieder einer Hinterachse des Personenkraftwagens festlegbar.
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Aus den 1 und 2 ist schließlich erkennbar, dass das als Gussbauteil ausgebildete Trägerteil 12 eine sich zumindest annähernd in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) erstreckende Entformungsrichtung (Pfeil 54) aufweist.
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Mit anderen Worten sind entsprechende Formhälften eines Werkzeugs zur Herstellung des Gussbauteils 12 so ausgerichtet bzw. voneinander getrennt, dass sich die vorgegebene Entformungsrichtung ergibt. Darüber hinaus ist erkennbar, dass auch die Rippen 26 bzw. die Schenkel 22, 24 sowie die Flanschbereiche 28, 30 so ausgerichtet sind, dass sich die erwünschte, in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Entformungsrichtung der Formhälften des Gießwerkzeugs realisieren lässt. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass das Trägerteil 12 insbesondere aus einem Leichtmetall, beispielsweise einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung, gegossen ist. Gegebenenfalls wäre auch ein dünnwandiger Stahlguss oder ein anderer Gusswerkstoff denkbar.
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In den 3 und 4 ist jeweils in einer schematischen und leicht perspektivischen Seitenansicht der komplette, als hintere Längsträger ausgebildete Träger 10 dargestellt. Während 3 den Träger 10 in einer Blickrichtung von der Fahrzeugaußenseite zur Fahrzeugmitte hin zeigt, ist in 4 die Blickrichtung von der Fahrzeugmitte ausgehend zur Fahrzeugaußenseite hin.
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Insbesondere aus 3 ist erkennbar, dass das als Gussbauteil ausgebildete Trägerteil 12 durch ein weiteres, vorliegend zweiteilig gestaltetes Trägerteil 56 in Form eines Blechbauteils über die vorliegend zumindest annähernd gesamte Länge zu einem Hohlträger bzw. Hohlprofil geschlossen ist. Mit anderen Worten ist das im Wesentlichen U-förmige, als Gussbauteil ausgebildete Trägerteil 12 an seiner zur Fahrzeugaußenseite hin gewandten Breitseite durch das als Blechbauteil gestaltete Trägerteil 56 verschlossen. Das Trägerteil 56 besteht vorliegend aus einem tiefgezogenen, jedoch relativ einfach herstellbaren Leichtmetallblech. Dabei kann das Trägerteil 56 mit dem Trägerteil 12 beispielsweise über dessen Flanschbereiche 28, 30 mittels einer Fügeverbindung wie z. B. einer Schweiß- oder Klebverbindung verbunden sein. Natürlich wären auch mechanische Verbindungen denkbar. In Zusammenschau mit den 1 und 2 ist erkennbar, dass somit das als Blechbauteil gestaltete Trägerteil 56 auf derjenigen Seite des als Gussbauteil gestalteten Trägerteils 12 befestigt ist, an welcher keine Befestigungs- und/oder Stützbereiche 32, 34, 36, 38, 40, 50, 52 vorgesehen sind. Die insbesondere in 1 erkennbaren Rippen 26 des als Gussbauteil gestalteten Trägerteils 12 können dabei zumindest teilweise mit dem als Blechbauteil gestalteten Trägerteil 56 verbunden sein bzw. dieses nach außen hin abstützen.
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Weiterhin ist insbesondere aus den 3 und 4 erkennbar, dass die im oberen Flanschbereich 28 eingeformten Befestigungs- und/oder Stützbereiche 50, 52 durch das Trägerteil 56 derart verschlossen worden sind, dass diese eine Einstecköffnung für zugehörige Träger- bzw. Säulenteile 58, 60 bilden. Des Weiteren ist insbesondere aus 4 erkennbar, in welcher Weise die drei Befestigungs- und/oder Stützbereiche 32, 34, 36 das korrespondierende Querträgerteil 42, 44 bzw. 46 aufnehmen. Dies kann beispielsweise wie dies beim mittleren Befestigungs- und/oder Stützbereich 34 der Fall ist – durch eine Auflagefläche 48 bzw. Anlagefläche erfolgen, oder aber durch Bildung einer Einstecköffnung, in welche das korrespondierende Querträgerteil 42, 44, 46 einsteckbar ist.
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Insgesamt ist somit aus den Zeichnungen erkennbar, dass vorliegend ein einfacher Träger 10 geschaffen ist, welcher insbesondere bedingt durch das als Knoten-Gussteil ausgebildete Trägerteil 12 eine hohe Steifigkeit aufweist. Das als Blechbauteil ausgebildete Trägerteil 56 fungiert als Schließblech, mit welchem das im Querschnitt im Wesentlichen U-förmige Trägerteil 12 zu einem Hohlträger zu schließen ist. Bedingt durch die einfache Herstellbarkeit des Trägerteils 56 lässt sich somit die Herstellung des gesamten Trägers 10 vereinfachen, wobei die höhere Festigkeit des Trägerteils 56 einen Träger 10 mit hoher Crashperformance schafft. Dies ist im vorliegenden Fall von erheblicher Bedeutung, da sich der Träger 12 im Bereich der hinteren Struktur des Personenkraftwagens befindet.
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Schließlich ist aus den 3 und 4 erkennbar, dass nach vorne bzw. hinten anschließend zwei weitere Längsträgerteile 62, 64 an den Träger 10 anschließen. Ein großer Vorteil des Trägers 10 ist es dabei, dass sowohl übliche Strangpressprofile wie auch Blechschalenquerschnitte auf einfache Weise – insbesondere über entsprechende Anschlussschuhe – großformatig am Träger 10 festgelegt werden können.
