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Die Erfindung betrifft ein Gussteil für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Kraftfahrzeug mit einem Träger.
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Aus dem Kraftfahrzeugbau ist es bekannt, Bauteile – insbesondere Träger – als Gussteile auszubilden. Zu dem Gussteil ist eine Entformrichtung definierbar, in welche eine von zwei Gussformen beim Entformen des Gussteils relativ zu der anderen Gussform bewegt wird. Wenn an dem Gussteil ein Anbindeelement, etwa in Form eines Anbindedoms, vorgesehen ist, welches ein Loch aufweist, so kann ein Stift an einer der beiden Gussformhälften befestigt werden, um das Loch durch das Anbindeelement beim Gießen des Gussteils zu bilden. Es kann auch auf das Anbringen des Stifts verzichtet und das Loch nach dem Entformen des Gussteils hergestellt werden. Alternativ kann das mittels des Stifts vorgeformte Loch nach dem Entformen des Gussteils nachbearbeitet werden.
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Die
DE 10 2007 006 722 A1 beschreibt ein als Gussbauteil ausgebildetes Trägerteil, welches einen Stützbereich aufweist. Über den Stützbereich können Fahrwerksglieder einer Hinterachse an dem Trägerteil festgelegt werden. In dem Stützbereich weist das Trägerteil ein Loch auf. Rippen zum Versteifen des Trägerteils erstrecken sich in eine Entformungsrichtung des Trägerteils.
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Die
DE 40 09 401 A1 beschreibt einen als Strangpressprofil ausgebildeten Längsträger, welcher über ein Knotenelement mit einem Querträger verbunden ist. Das Knotenelement ist als Gussteil ausgebildet und weist sich in Richtung des Längsträgers erstreckende Gewindebohrungen sowie eine Öffnung auf.
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Die
WO 92/20 562 A1 beschreibt ein Leichtmetallgussteil mit einem ersten Schenkel, von dessen einem Ende ein zweiter Schenkel und von dessen anderem Ende ein dritter Schenkel absteht. In dem zweiten Schenkel ist eine Durchgangsöffnung vorgesehen. An dem Leichtmetallgussteil ist eine Platte angeordnet, welche zur Befestigung einer Baugruppe Durchgangsgewindebohrungen aufweist.
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Die
DE 198 02 806 A1 beschreibt ein Trägerwerk zur Aufnahme von Funktionsaggregaten eines Kraftfahrzeugs, bei welchem sowohl Längsträgerabschnitte als auch ein Querträgerabschnitt als in Fahrzeugquerrichtung ausrichtete Strangpressprofilteile gestaltet sind.
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Die
DE 10 2006 040 927 A1 beschreibt ein Gussteil, bei welchem ein Durchgangsloch sich senkrecht zu einer Trennebene der Gussformen erstreckt, also in die Entformrichtung. Hierbei wird das Durchgangsloch durch Befestigen eines Stifts an einer der beiden Gussformhälften beim Gießen gebildet.
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Die
DE 10 2006 014 982 A1 beschreibt ein als Gussteil ausgebildetes Aufnehmerelement zum Lagern eines Pralldämpfers eines Kraftfahrzeugs. Das Aufnehmerelement weist drei als Anbindeelemente dienende Anformungen mit Durchgangsbohrungen auf. Die Anbindeelemente sind durch angeformte Versteifungsrippen versteift. Auf diese Weise ist eine so genannte Sternverrippung des Anbindeelements erreicht.
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Bei aus dem Stand der Technik bekannten Gussteilen erweist es sich mitunter als schwierig, einem gewünschten Anbindeelement eine ausreichende Steifigkeit zu verleihen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Gussteil für ein Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welches ein einfaches und belastbares Anbinden von Bauteilen ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch ein Gussteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Gussteil für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Anbindeelement, welches ein Loch aufweist. Hierbei weicht eine axiale Erstreckungsrichtung des Lochs von der zu dem Gussteil definierbaren Entformrichtung ab. An dem Anbindeelement ist wenigstens eine Versteifungswand angeformt, deren Erstreckungsrichtung mit der Entformrichtung zusammenfällt. Da die Versteifungswand in der Entformrichtung verläuft, kann sie besonders einfach beim Gießprozess an einer für das Versteifen des Anbindeelements vorgesehenen Stelle ausgebildet werden. Die axiale Erstreckungsrichtung des Lochs ist hingegen von der Entformrichtung unabhängig und kann an dem Gussteil so vorgesehen werden, wie es für das Anbinden eines Bauteils an das Gussteil wünschenswert ist. Das etwa als Durchgangsloch oder als Sackloch ausgebildete Loch kann bereits beim Gießprozess gebildet werden oder nach dem Entformen in das Gussteil eingebracht sein. Es kann auch das beim Gießprozess vorgeformte Loch nach dem Entformen, etwa durch Bohren, nachbearbeitet werden.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Sternverrippung des Anbindeelements dann nicht beim Gießen des Gussteils realisierbar ist, wenn die axiale Erstreckungsrichtung des in dem Anbindeelement vorgesehen Lochs von der Entformrichtung abweicht.
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Da die Versteifungswand direkt beim Gießprozess mit an dem Anbindeelement angeformt wird, kann auf ein nachträgliches Anbringen von weiteren Versteifungselementen an dem Anbindeelement verzichtet werden. Über das mittels der Versteifungswand – oder einer Gruppe von Versteifungswänden – versteifte Anbindeelement ist somit auf einfache Art und Weise ein belastbares Anbinden von einem weiteren Bauteil an dem Gussteil ermöglicht, wobei die axiale Erstreckungsrichtung des Lochs von der Entformrichtung abweicht. Für die Erstreckungsrichtung des Lochs ergeben sich somit vielfältige Möglichkeiten beim Anbinden des weiteren Bauteils an das Gussteil.
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Eine besonders hohe Steifigkeit des Anbindeelements ist erreichbar, weil eine erste Versteifungswand an einem ersten Endbereich des Anbindeelements und eine zweite Versteifungswand an einem zweiten Endbereich des Anbindeelements angeformt ist.
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Dies gilt insbesondere, weil das Anbindeelement an seinen jeweiligen Endbereichen von der jeweiligen Versteifungswand außenumfangsseitig umgeben ist. Ein Anbindeelement, welches auf diese Weise zwischen zwei an den jeweiligen Endbereichen angeordneten Versteifungswänden eingebunden ist, verleiht dem Anbindeelement eine sehr hohe Steifigkeit und Festigkeit gegenüber Schubspannungen, welche im Bereich der jeweiligen Versteifungswand wirken. Da sich an beiden Endbereichen des Anbindeelements Versteifungswände befinden, ist so ein zwei Schubebenen umfassendes, also doppeltes Schubfeld geschaffen, und das Anbindeelement widersteht einer Scherbelastung besonders gut.
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Bevorzugt steht die axiale Erstreckungsrichtung des Lochs zu der wenigstens einen Versteifungswand senkrecht. Dies ermöglicht es im Kraftfahrzeug an dem Gussteil ein Bauteil – etwa einen Träger oder ein Lager für einen Träger – in einer Ebene mit dem Gussteil festzulegen. Eine solche Anordnung des Bauteils an dem Gussteil ist im Kraftfahrzeugbau wünschenswert.
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Eine weitere Aussteifung des Schubfelds ist erreichbar, wenn wenigstens eine Verbindungswand die erste Versteifungswand mit der zweiten Versteifungswand verbindet.
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Vorteilhaft können zwei Verbindungswände vorgesehen sein, zwischen welchen das Anbindeelement angeordnet ist. Das Anbindeelement ist so zu vier Seiten hin von den Versteifungswänden bzw. Verbindungswänden eingefasst und abgestützt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Kraftfahrzeug einen als erfindungsgemäßes Gussteil ausgebildeten Träger auf, wobei ein weiteres Bauteil, insbesondere ein Träger, zumindest mittelbar über das Anbindeelement mit dem Träger verbunden ist. Der als Gussteil ausgebildete Träger ermöglicht ein einfaches und sicheres Anbinden des weiteren Bauteils.
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Die für das erfindungsgemäße Gussteil beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Längsträgers eines Kraftfahrzeugs, an welchem über einen Anbindedom ein weiteres Bauteil anbindbar ist; und
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2 eine Schnittansicht des entlang einer Linie II-II geschnittenen Längsträgers gemäß 1.
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Ein Längsträger 10 für ein Kraftfahrzeug ist als Gussteil ausgebildet und umfasst einen Anbindedom 12. Der Anbindedom 12 weist ein mittiges Durchgangsloch 14 auf, welcher sich in Fahrzeugquerrichtung Y erstreckt. Beim Entformen des Gussteils 10 wurde eine von zwei Gussformen in eine Entformrichtung 16 von einer anderen Gussform wegbewegt (vgl. 2), wobei die Entformrichtung 16 bei der Anordnung des Gussteils 10 im Kraftfahrzeug der Fahrzeughochrichtung Z entspricht. Die Entformrichtung 16 und eine mit der Fahrzeugquerrichtung Y zusammenfallende axiale Erstreckungsrichtung 18 des Durchgangslochs 14 sind in 2 durch Pfeile veranschaulicht.
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An einem ersten Endbereich ist der Anbindedom 12 von einer ersten Versteifungswand 20 außenumfangsseitig umgeben. An seinem dem ersten Endbereich entgegengesetzten Endbereich ist der Anbindedom 12 von einer zweiten Versteifungswand 22 außenumfangsseitig umgeben. Die Versteifungswände 20, 22 sind als Gusswände ausgebildet und verlaufen in der Entformrichtung 16. Durch die beidseitig an dem Anbindedom 12 vorgesehenen, senkrecht zu dem Durchgangsloch 14 verlaufenden Versteifungswände 20, 22 ist um den Anbindedom 12 ein sehr steifes, doppeltes Schubfeld mit den Versteifungswänden 20, 22 als Schubebenen gebildet. Der Anbindedom 12 kann so einer Beanspruchung auf Scherung, Biegung und Torsion sehr gut widerstehen.
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Zusätzlich sorgen zwei Verbindungsrippen 24, 26, welche die Versteifungswände 20, 22 verbinden, für ein Versteifen des Anbindedoms 12. Der Anbindedom 12 ist zwischen den beiden Verbindungsrippen 24, 26 angeordnet, welche auf den zueinander parallelen Versteifungswänden 20, 22 senkrecht stehen. Die Verbindungsrippen 24, 26 verlaufen ebenfalls in der Entformrichtung 16 und weisen eine Erstreckung in Fahrzeughochrichtung Z auf, welche der Erstreckung der Versteifungswände 20, 22 in Fahrzeughochrichtung Z gleich ist.
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Im Bereich des Anbindedoms 12 ist an dem Längsträger 10 zur Fahrzeuginnenseite hin eine Anlagefläche 28 bereitgestellt, an welcher in dem Kraftfahrzeug ein Lager für einen Hilfsrahmen abgestützt sein kann. Eine Innenwand des Durchgangslochs 14 weist ein Schraubgewinde auf, sodass das Lager über den Anbindedom 12 mit dem Längsträger 10 verschraubt werden kann.
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Aus 2 geht hervor, dass die erste Versteifungswand 20 teilweise entlang einer Trennfläche 30 verläuft, an welcher beim Entformen des Gussteils 10 die beiden Gussformen voneinander getrennt werden. Die Trennfläche 30 verläuft mittig durch den Anbindedom 12 und ebenfalls teilweise durch die zweite Versteifungswand 22. Von der Trennfläche 30 erstreckt sich eine erste Gussrippe 32 in die Entformrichtung 16. Durch diese an die Trennfläche 30 anschließende Gussrippe 32 ist ein weiterer Teilbereich der ersten Versteifungswand 20 gebildet. Auf diese Weise umgibt die erste Versteifungswand 20 in dem ersten Endbereich den Anbindedom 12 außenumfangseitig vollständig.
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In analoger Weise ist in dem der Anlagefläche 28 entgegengesetzten Endbereich des Anbindedoms 12 der Anbindedom 12 außenumfangseitig von der zweiten Versteifungswand 22 vollständig umgeben Die zweite Versteifungswand 22 verläuft teilweise im Bereich der Trennfläche 30 und ist in einem weiteren Teilbereich durch eine in die Entformrichtung 16 von der Trennfläche 30 abstehende weitere Gussrippe 34 gebildet.
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Bezogen auf eine Schraubrichtung, welche der axialen Erstreckungsrichtung 18 des Durchgangslochs 14 entspricht, bilden die erste Versteifungswand 20 eine untere und die zweite Versteifungswand 22 eine obere Schubebene, welche dem Anbindedom 12 eine lokal besonders hohe Steifigkeit verleihen.
