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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung einer Anhängelasteinheit an einer Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine korrespondierende Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie.
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In der
WO 2007/135327 A1 wird eine Vorrichtung zur Befestigung einer als Abschleppeinrichtung ausgeführten Anhängelasteinheit an einer Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie mit einer Anbindungseinrichtung beschrieben. Die als Heckeinheit ausgeführte Tragstruktur umfasst zwei Längsträger, die an ihren hinteren Enden über einen Querträger miteinander verbunden sind. Zwischen den Längsträgern erstreckt sich die Abschleppeinrichtung, die zwei parallel zu den Längsträgern verlaufende Zuganker umfasst, welche an ihren hinteren Enden über eine eine Anhängerkupplung aufweisende Querstrebe verbunden sind. Die Zuganker sind über Befestigungsmittel an den Längsträgern der Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie befestigt. Die an der Querstrebe vorgesehene Anhängerkupplung wird in dem Querträger der Tragstruktur nach außen geführt und gehalten.
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In der
DE 41 04 671 A1 wird eine Vorrichtung zur Befestigung einer als Abschleppeinrichtung ausgeführten Anhängelasteinheit an einer Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie mit einer Anbindungseinrichtung beschrieben. Die beschriebene Anbindungseinrichtung ist als in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Zugstrebe ausgeführt, an deren fahrzeugabgewandten Ende die Abschleppeinrichtung anbringbar ist. Zur Befestigung an der Tragstruktur ist die Zugstrebe an dem fahrzeugabgewandten Ende in einer Lasche der Tragstruktur geführt und gehalten und an einem fahrzeugzugewandten Ende mit einem Anschraubpunkt an der Tragstruktur befestigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Befestigung einer Anhängelasteinheit an einer Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie bereitzustellen, welche im Anhängerbetrieb eine höhere Verwindungssteifigkeit der Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie ermöglicht.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe durch Bereitstellung einer Vorrichtung zur Befestigung mindestens einer Anhängelasteinheit an einer Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie gelöst, die sich gemäß Patentanspruch 1 dadurch auszeichnet, dass die Vorrichtung eine zweite Anbindungseinrichtung aufweist, die mindestens einen vorspannbaren Zuganker umfasst, der die Anhängelasteinheit zur Bildung zumindest eines zweiten Lastpfades mit mindestens einem zweiten Strukturbauteil der Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie verbindet. Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe durch Bereitstellung einer Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie gelöst, die gemäß Patentanspruch 10 mindestens eine derartige Vorrichtung aufweist.
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Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Vorrichtung zur Befestigung einer Anhängelasteinheit an einer Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie anzugeben, die bei einfacher und kostengünstiger Konstruktion eine ausreichende Verwindungssteifigkeit der Fahrzeugkarosserie ermöglicht, insbesondere im Heckbereich, ist eine zweite Anbindungseinrichtung vorgesehen, die mindestens einen vorspannbaren Zuganker umfasst, der die Anhängelasteinheit zur Bildung zumindest eines zweiten Lastpfades mit mindestens einem zweiten Strukturbauteil der Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie verbindet. Bevorzugt handelt es sich bei der mindestens einen Anhängelasteinheit um eine Anhängerkupplungseinrichtung und/oder eine Abschleppeinrichtung. In vorteilhafter Weise ist durch die erfindungsgemäße Anordnung bzw. Bereitstellung der vorspannbaren Zuganker eine konstruktiv einfache Vorrichtung zur Erhöhung der Verwindungssteifigkeit der Tragstruktur realisierbar, über welche eine verbesserte Einleitung der auftretenden Zugkräfte in die Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie und eine gleichmäßigere Verteilung dieser Zugkräfte in der Tragstruktur erfolgen kann. Über die erfindungsgemäßen Zuganker können in baulich einfacher und kostengünstiger Weise Zugkräfte vorzugsweise definiert abgebaut und/oder an die Tragstruktur weitergeleitet werden, um die Verwindungssteifigkeit der Fahrzeugkarosserie, insbesondere im Heckbereich zu verbessern. Im Ergebnis lässt sich somit ein verbessertes und somit stabileres Verhalten der Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie dadurch realisieren, dass die vorspannbaren Zuganker im Belastungsfall besser zur Verzehrung bzw. zur Weiterleitung von Kräften insbesondere um die Fahrgastzelle herum in den Bereich des Unterbaus herangezogen werden können und Beschädigungen der Anhängelasteinheit weitgehend verhindert werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich aus der einfachen Konstruktion der Tragstruktur, da die Zuganker einfach innerhalb und/oder außerhalb eines Längsträgers bzw. eines Strukturbauteiles der Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie anbringbar und somit auch einfach nachrüstbar bzw. austauschbar sind.
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Hierdurch kann auf einfache Weise sowohl der Austausch eines beschädigten Zugankers als auch eine Nachrüstung an bestehende Tragstruktursysteme erfolgen.
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In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Anhängelasteinheit mindestens eine Querstrebe umfasst, die an beiden Enden mit dem mindestens einen ersten Strukturteil der Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie verbunden ist. In vorteilhafter Weise stehen hierdurch beim Anfahren im Anhängerlastbetrieb weitere Strukturbauteile der Tragstruktur zur Weiterleitung von auftretenden Zugkräften in die Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie zur Verfügung. Durch diese Verbindungen an beiden Enden der Querstrebe mit dem Strukturbauteil der Tragstruktur werden die Verwindungssteifigkeit und die Belastbarkeit der Fahrzeugkarosserie verbessert.
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In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die erste Anbindungseinrichtung eine Flanschverbindung umfasst, welche die Querstrebe der Anhängelasteinheit mit dem mindestens einen ersten Strukturbauteil der Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie verbindet. Diese Ausgestaltung ermöglicht auf einfache und kostengünstige Weise eine lösbare bzw. nachrüstbare Verbindung zweier Bauteile, die eine verwindungssteife Konstruktion der Tragstruktur im Unterbau der Fahrzeugkarosserie ermöglicht. In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Zugbelastungen in die Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie durch die Anhängelast ohne Einschränkung in die Karosseriestruktur weitergeleitet, wobei Druckbelastungen, wie beispielsweise bei einem Heckcrash, nicht in vollem Umfang in die Karosseriestruktur eingeleitet werden. Dadurch wird eine Beschädigung von Strukturbauteilen und darin befindlichen Bauteilen, wie beispielsweise einem Kraftstofftank vermieden.
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Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Gewindeeinheit und/oder eine Excentereinheit zur definierten Vorspannung des mindestens einen Zugankers auf. In vorteilhafter Weise ergibt sich hierdurch eine gute und einfache Einstellmöglichkeit, um die Zuganker lastenabhängig vorzuspannen, und damit das optimale Gleichgewicht zwischen der Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie und der Anhängelast einzustellen. Ferner ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den vorspannbaren Zugankern bzw. mit den zusätzlichen zweiten Lastpfaden einen Vorteil hinsichtlich der bestehenden Toleranzen in den Strukturbauteilen der Tragstruktur, indem die einzelnen Strukturbauteile in Bezug auf die Toleranzen keine Störgrößen in der Maßkette bilden.
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In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der mindestens eine Zuganker innerhalb und/oder außerhalb zumindest eines Strukturbauteiles der Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie angeordnet. In vorteilhafter Weise stehen zwei Varianten der Anordnung von Zugankern an der Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie zur Verfügung. Vorzugsweise sind bei beiden Varianten die Befestigungsanschlüsse vormontierbar, so dass problemlos ein nachträglicher Einbau möglich ist, wobei sich insbesondere die Variante mit dem außerhalb eines Strukturbauteiles angeordneten Zuganker für einen schnellen nachträglichen Einbau eignet. In vorteilhafter Weise ermöglichen die Ausführungsformen der Erfindung eine gute Zugänglichkeit zur Einstellung der Vorspannung der Zuganker, wobei die Einstellung mit handelsüblichen Werkzeugen erfolgen kann.
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In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst das mindestens eine erste Strukturteil einen Längsträger der Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie. In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst das mindestens eine zweite Strukturteil einen Knotenpunkt der Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie. Über die als Längsträger und/oder als Knotenpunkt ausgeführten Strukturteile können in baulich einfacher und kostengünstiger Weise die auftretenden Zugkräfte an die verwindungssteifere Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie weitergeleitet werden. Insbesondere können hierdurch eine verbesserte Einleitung der auftretenden Zugkräfte in die Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie und eine gleichmäßigere Verteilung dieser Zugkräfte in die Tragstruktur erfolgen, wobei die Querstrebe der Anhängelasteinheit im Heckbereich entlastet wird.
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Bevorzugt ist der mindestens eine Zuganker teleskopartig ausgeführt. In vorteilhafter Weise können dadurch massive Druckbelastungen aus der Tragstruktur der Karosserie ferngehalten werden. Das bedeutet, dass sich der Zuganker bei einem Heckcrash zusammenschiebt, ohne das energieabsorbierende Falt-/Stauchverhalten des ersten Lastpfads zu behindern und ohne in den Tank oder den Fahrgastraum einzudringen. Zudem können ruckartige Zug- und Stoßbelastungen, die durch die auftretenden Zugkräfte zwischen der Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie und der Anhängerlast beim Anfahren, Abbremsen und/oder beim Beschleunigen entstehen, nahezu vollständig aufgenommen werden, da der Zuganker die Längsträgerstruktur hinsichtlich der Zugspannungen unterstützt.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Draufsicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Befestigung einer Anhängelasteinheit an einer Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie mit einer Anbindungseinrichtung, die vorspannbare, außerhalb eines Strukturbauteils angeordnete Zuganker umfasst, und
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2 eine schematische Draufsicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Befestigung einer Anhängelasteinheit an einer Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie mit einer Anbindungseinrichtung, die vorspannbare, innerhalb eines Strukturbauteils angeordnete Zuganker umfasst.
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1 und 2 zeigen ausschnittsweise eine Tragstruktur 14, 14' einer Fahrzeugkarosserie, die mindestens eine Heckstruktur umfasst. Die Heckstruktur umfasst mindestens zwei Längsträger 21, 21' die zumindest über erste Knotenpunkte 29, 29' mit einem ersten Querträger 36 und über zweite Knotenpunkte 38 mit einem zweiten Querträger 40 verbunden sind.
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Weiterhin umfasst die Tragstruktur 14, 14' eine Vorrichtung 10, 10' zur Befestigung mindestens einer Anhängelasteinheit 12, 12' an der Tragstruktur 14, 14' einer Fahrzeugkarosserie. Die Vorrichtung weist eine Anbindungseinrichtung 16, 16' auf, welche die Anhängelasteinheit 12, 12' zur Bildung zumindest eines ersten Lastpfades 18, 18' mit mindestens einem ersten Strukturbauteil 20, 20' der Tragstruktur 14, 14' der Fahrzeugkarosserie verbindet.
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Um eine Vorrichtung 10, 10' zur Befestigung einer Anhängelasteinheit 12, 12' an einer Tragstruktur 14, 14' einer Fahrzeugkarosserie bereitzustellen, welche im Anhängerbetrieb eine höhere Verwindungssteifigkeit der Tragstruktur 14, 14' der Fahrzeugkarosserie ermöglicht, insbesondere in der Heckstruktur, ist eine zweite Anbindungseinrichtung 22, 22' vorgesehen, die mindestens einen vorspannbaren Zuganker 24, 24' umfasst, der die Anhängelasteinheit 12, 12' zur Bildung zumindest eines zweiten Lastpfades 26, 26' mit mindestens einem zweiten Strukturbauteil 28, 28' der Tragstruktur 14, 14' der Fahrzeugkarosserie verbindet.
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In den vorliegenden beiden Ausführungsbeispielen umfasst das mindestens eine erste Strukturteil 20, 20 die Längsträger 21, 21' der Tragstruktur 14, 14' der Fahrzeugkarosserie und das mindestens eine zweite Strukturteil 28, 28' umfasst die ersten Knotenpunkte 29, 29' der Tragstruktur 14, 14' der Fahrzeugkarosserie.
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In vorteilhafter Weise kann die mindestens eine Anhängelasteinheit 12, 12' eine Anhängerkupplungseinrichtung und/oder eine Abschleppeinrichtung umfassen, wobei die Anhängerkupplungseinrichtung üblicherweise eine Anhängerkupplung 42, 42' und die Abschleppeinrichtung üblicherweise eine Abschleppöse aufweist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Anhängelasteinheit 12, 12' als eine Anhängerkupplungseinrichtung mit einer Anhängerkupplung 42, 42' ausgeführt.
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In den vorliegenden Ausführungsbeispielen umfasst die Anhängelasteinheit 12, 12' eine Querstrebe 30, 30', welche an beiden Enden 32, 32' mit den beiden Längsträgern 21, 21' der Tragstruktur 14, 14' der Fahrzeugkarosserie verbunden ist. Zur Verbindung mit den Längsträgern 21, 21' weist die Querstrebe 30, 30' vorzugsweise abgewinkelte Endbereiche 33, 33' auf, die jeweils in Richtung einer Fahrzeuglängsachse 44 verlaufen. An der Querstrebe 30, 30' ist im Wesentlichen mittig die Anhängerkupplung 42, 42' angeordnet, welche sich in Richtung der Fahrzeuglängsachse 44 von der Tragstruktur 14, 14' der Fahrzeugkarosserie ausgehend nach außen erstreckt.
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Vorzugsweise umfasst die erste Anbindungseinrichtung 16, 16' eine Flanschverbindung 34, 34', welche die Querstrebe 30, 30' der Anhängelasteinheit 12, 12' mit dem mindestens einen ersten Strukturbauteil 20, 20' der Tragstruktur 14, 14' der Fahrzeugkarosserie verbindet. Hierbei weisen die abgewinkelten Endbereiche 33, 33' der Querstrebe 30, 30' jeweils einen ersten Flansch 34a, 34a' auf, der mit einem durch die Längsträger 21, 21' ausgebildeten zweiten Flansch 34b, 34b' zusammenwirkt. Vorzugsweise sind die Flansche 34a, 34a', 34b, 34b' jeweils einstückig mit der Querstrebe 30, 30' bzw. den Längsträgern 21, 21' ausgebildet. Die Befestigung der Flansche 34a, 34a', 34b, 34b' erfolgt hierbei über eine Schraubverbindung, wobei auch andere einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Befestigungsarten möglich sind.
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Zur definierten Vorspannung der Zuganker 24, 24' weist die Vorrichtung 10, 10' mindestens eine Gewindeeinheit und/oder mindestens eine Excentereinheit auf, wobei auch weitere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Verstellmechanismen denkbar sind.
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Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung weist die Vorrichtung zwei unterschiedliche Ausführungsformen des Zugankers 24, 24' auf, die aber das gleiche Wirkprinzip aufweisen. Bei der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform ist der jeweilige Zuganker 24 außerhalb des Längsträgers 21 der Tragstruktur 14 der Fahrzeugkarosserie angeordnet, wobei ein erstes, der Anhängelasteinheit 12 zugewandtes Ende des Zugankers 24 mit dem ersten Flansch 34a der Querstrebe 30 und ein zweites, der Tragstruktur 14 zugewandtes Ende des Zugankers 24 mit dem ersten Knotenpunkt 29 der Tragstruktur 14 verbunden ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Zuganker 24 zwischen den Längsträgern 21 angeordnet.
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Bei der in 2 dargestellten zweiten Ausführungsform ist der jeweilige Zuganker 24' innerhalb des Längsträgers 21' der Tragstruktur 14' der Fahrzeugkarosserie angeordnet, wobei ein erstes, der Anhängelasteinheit 12' zugewandtes Ende des Zugankers 24' mit der Querstrebe 30' bzw. mit einem Ende 32' der Querstrebe 30' und ein zweites, der Tragstruktur 14' zugewandtes Ende des Zugankers 24' mit dem ersten Knotenpunkt 29' der Tragstruktur 14' verbunden ist.
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Bei einer alternativen nicht dargestellten Ausführungsform kann der Zuganker 24, 24' beispielsweise teleskopartig ausgeführt werden. Eine solche Ausgestaltung des Zugankers 24, 24' kann sowohl innerhalb als auch außerhalb eines Längsträgers 21, 21' der Tragstruktur 14, 14' der Fahrzeugkarosserie oder aus Kombinationen beider Ausführungsformen realisiert werden. Die Anbindung der Enden des Zugankers 24, 24' an die Tragstruktur 14, 14' der Fahrzeugkarosserie erfolgt auf die gleiche Art und Weise wie bei den bereits beschriebenen Ausführungsformen ohne teleskopartige Ausgestaltung.
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Durch Ausführungsformen der Erfindung können massive Druckbelastungen aus der Tragstruktur der Karosserie in vorteilhafter Weise ferngehalten werden. Das bedeutet, dass sich der erfindungsgemäße Zuganker bei einem Heckcrash zusammenschiebt, ohne das energieabsorbierende Falt-/Stauchverhalten des ersten Lastpfads zu behindern und ohne in den Tank oder den Fahrgastraum einzudringen. Zudem können ruckartige Zug- und Stoßbelastungen, die durch die auftretenden Zugkräfte zwischen der Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie und der Anhängerlast beim Anfahren, Abbremsen und/oder beim Beschleunigen entstehen, nahezu vollständig aufgenommen werden, da der Zuganker die Längsträgerstruktur hinsichtlich der Zugspannungen unterstützt.
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Bezugszeichenliste
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- 10, 10'
- Vorrichtung
- 12, 12'
- Anhängelasteinheit
- 14, 14'
- Tragstruktur
- 16, 16'
- Anbindungseinrichtung
- 18, 18'
- erster Lastpfad
- 20, 20'
- erstes Strukturbauteil
- 21, 21'
- Längsträger
- 22, 22'
- zweite Anbindungseinrichtung
- 24, 24'
- Zuganker
- 26, 26'
- zweiter Lastpfad
- 28, 28'
- zweites Strukturbauteil
- 29, 29'
- erster Knotenpunkt
- 30, 30'
- Querstrebe
- 32, 32'
- Ende der Querstrebe
- 33, 33'
- abgewinkelte Endbereiche (Querstrebe)
- 34, 34'
- Flanschverbindung
- 34a, 34a'
- erster Flansch
- 34b, 34b'
- zweiter Flansch
- 36
- erster Querträger
- 38
- zweiter Knotenpunkt
- 40
- zweiter Querträger
- 42, 42'
- Anhängerkupplung
- 44
- Fahrzeuglängsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2007/135327 A1 [0002]
- DE 4104671 A1 [0003]
