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Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung wenigstens einer Versteifungsstrebe an einem Karosseriebauteil eines Kraftwagens der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Die
DE 10 2004 018 977 A1 offenbart ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie, deren Unterbodenbereich zumindest zwei aussteifende und jeweils von einer Karosserieanbindung mit einer Komponente in Richtung auf eine vertikale Längsmittelebene zu verlaufende Streben zugeordnet sind. Frei unter dem Unterboden und mit Abstand zu diesem ist ein Verbindungsträger vorgesehen, an dem diese Streben in dichtem Abstand bzgl. der Fahrzeugquerrichtung sowie zwei weitere Streben, die sich von dort jeweils mit einer Komponente in Richtung von der vertikalen Längsmittelebene weg erstrecken, gehalten sind.
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Es hat sich gezeigt, dass diese sowie anderweitige aus dem Serienbau von Kraftfahrzeugen bekannte Streben in ihren Verbindungsbereichen, in welchen sie mit korrespondierenden Karosseriebauteilen von Kraftwagen verbunden sind, eine unerwünscht geringe Steifigkeit aufweisen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Befestigungsanordnung einer Versteifungsstrebe an einem Karosseriebauteil eines Kraftwagens bereitzustellen, bei welcher Steifigkeitseinbußen der Versteifungsstrebe vermieden sind.
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Diese Aufgabe wird durch eine Befestigungsanordnung wenigstens einer Versteifungsstrebe an einem Karosseriebauteil eines Kraftwagens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Bei einer solchen Befestigungsanordnung ist wenigstens eine Versteifungsstrebe zum Aussteifen einer Karosserie eines Kraftwagens an einem Karosseriebauteil des Kraftwagens befestigt.
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Erfindungsgemäß ist die Versteifungsstrebe als Strangpressprofil ausgebildet und unter Vermittlung eines Adapterelements an dem Karosseriebauteil befestigt. Das Adapterelement ist dabei einerseits an dem Karosseriebauteil und andererseits an der Versteifungsstrebe befestigt und insbesondere als zum Karosseriebauteil und zur Versteifungsstrebe separates Element ausgebildet. Durch das Vorsehen des Adapterelements ist es nicht vonnöten und nicht vorgesehen, dass die Versteifungsstrebe bereichsweise verquetscht und dadurch mit einer Querschnittsverjüngung, insbesondere Hohlquerschnittsverjüngung, ausgebildet ist.
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Herkömmlicherweise wird eine solche Versteifungsstrebe zum Aussteifen der Karosserie in ihren Anbindungsbereichen, in welchen sie an das korrespondierende Karosseriebauteil angebunden (befestigt) ist, verquetscht. Dadurch weist die Versteifungsstrebe herkömmlicherweise in den Anbindungsbereich eine geringere Querschnittsfläche, insbesondere Hohlquerschnittsfläche, auf als in sich an die Anbindungsbereiche anschließenden Bereichen. Dies geht mit einer Verringerung der Steifigkeit der Versteifungsstrebe in den Anbindungsbereichen einher, was die Aussteifung der Karosserie mittels der Versteifungsstrebe negativ beeinträchtigen kann.
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Derlei Steifigkeitseinbußen sind durch die Verwendung des Adapaterelements vermieden. Die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung gewährleistet somit ein effizientes und effektives Aussteifen der Karosserie, so dass diese insbesondere sehr verwindungssteif ausgebildet werden kann.
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Die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung ist insbesondere bei offenen Kraftwagen, bei Cabriolets, bei Roadstern oder dergleichen, vorteilhaft. Derartige offene Kraftwagen weisen gegenüber geschlossenen Kraftwagen in der Regel zunächst eine reduzierte Steifigkeit auf, da sie ein zu öffnendes Verdeck und kein starres und massives Dach aufweist. Die wenigstens eine Versteifungsstrebe und insbesondere ihre Befestigung mittels der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung an dem korrespondierenden Karosseriebauteil ermöglicht dabei eine zumindest teilweise Kompensation der gegenüber geschlossenen Kraftwagen geringeren Steifigkeit, was zu einem vorteilhaften Fahrverhalten sowie Geräuschverhalten führt.
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Das Karosseriebauteil der Befestigungsanordnung ist beispielsweise als Trägerelement, insbesondere als zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung verlaufender Seitenschweller, Längsträger oder als zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung verlaufender Querträger ausgebildet. Dadurch ist die Versteifungsstrebe vorteilhaft mit der Karosseriestruktur verbunden und kann Kräfte und/oder Momente sehr gut aufnehmen und abstützen.
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Die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung ermöglicht eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Querschnitts, insbesondere des Hohlquerschnitts, der Versteifungsstrebe ohne Steifigkeitseinbußen über den Verlauf des Querschnitts in Längserstreckungsrichtung der Versteifungsstrebe. Dadurch ist ein besonders vorteilhafter Lastpfad bzw. Kraftpfad darstellbar, über welchen Kräfte und/oder Drehmomente effizient abgestützt werden können. Dies kommt der Steifigkeit, insbesondere der Verwindungssteifigkeit, der Karosserie zu Gute.
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Ebenso ist es nicht vorgesehen und vonnöten, die Versteifungsstrebe aus einem Vollmaterial auszubilden, um die geschilderten Steifigkeitseinbußen zumindest teilweise zu kompensieren. Dies würde zu einem unerwünscht hohen Gewicht der Versteifungsstrebe und damit der gesamten Karosserie führen. Vielmehr kann die Versteifungsstrebe als leichtes Strangpressprofil mit einem Hohlquerschnitt, insbesondere mit einem geschlossenen Hohlquerschnitt, ausgebildet werden.
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Die Ausbildung der Versteifungsstrebe als Strangpressprofil ermöglicht dabei die Umsetzung des Leichtbaugedankens. Dies bedeutet, dass die als Strangpressprofil ausgebildete Versteifungsstrebe hinsichtlich ihres Gewichts besonders leicht und insbesondere mit geringen Wandstärken sowie mit dem Hohlquerschnitt ausgebildet werden kann. Dies hält das Gewicht der Versteifungsstreben und damit der gesamten Karosserie gering bei gleichzeitiger Realisierung der Aussteifung der Karosserie. Ferner kann die Versteifungsstrebe dadurch besonders steif ausgebildet werden. Das geringe Gewicht der Karosserie beeinflusst das Fahrverhalten des Kraftwagens positiv und hält den Kraftstoffverbrauch und damit die CO2-Emissionen gering.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Adapterelement an der Versteifungsstrebe über jeweilige Befestigungsbereiche befestigt, wobei der Befestigungsbereich der Versteifungsstrebe in einem ersten Hohlquerschnittsbereich des Hohlquerschnitts der Versteifungsstrebe angeordnet ist. Der erste Hohlquerschnittsbereich weist dabei zumindest im Wesentlichen wenigstens die gleiche Hohlquerschnittsfläche auf wie wenigstens ein zweiter, sich in Längserstreckungsrichtung der Versteifungsstrebe an den ersten Hohlquerschnittbereich anschließender Hohlquerschnittbereich. Dadurch sind Steifigkeitseinbußen in dem ersten Hohlquerschnittbereich gegenüber dem zweiten Hohlquerschnittbereich vermieden, so dass die Versteifungsstrebe über ihre Längserstreckungsrichtung hinweg eine sehr hohe Steifigkeit aufweist. So kann die Karosserie besonders gut ausgesteift werden.
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Dabei ist beispielsweise vorgesehen, dass die Versteifungsstrebe in Längserstreckungsrichtung derselbigen einen zumindest im Wesentlichen konstanten Hohlquerschnitt mit einer zumindest im Wesentlichen konstanten Hohlquerschnittsfläche aufweist. Ebenso kann vorgesehen sein, dass der erste Hohlquerschnittsbereich größer ausgebildet ist, das heißt eine größere Hohlquerschnittsfläche aufweist, als der zweite Hohlquerschnittsbereich.
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Somit ist eine Querschnittverengung der Versteifungsstrebe und damit einhergehende Steifigkeitseinbußen vermieden. Dies kommt der effizienten und effektiven Aussteifung der Karosserie zu Gute, was insbesondere bei offenen Kraftwagen von Vorteil ist.
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In weiterer Ausgestaltung ist die Versteifungsstrebe zumindest im Wesentlichen aus einem Leichtmetall, insbesondere Aluminium, bzw. einer entsprechenden Leichtmetalllegierung gebildet. Dadurch kann das Gewicht der Versteifungsstreben und damit der gesamten Karosserie gering gehalten werden.
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Das Adapterelement ist beispielsweise als bzw. aus einem Vollmaterial ausgebildet. Dadurch weist das Adapterelement eine besonders hohe Steifigkeit und Festigkeit auf, was der Aussteifung der Karosserie zu Gute kommt. Ebenso kann vorgesehen sein, dass das Adapterelement als Hybridbauteil oder Gussbauteil ausgebildet ist. Weitere Ausgestaltungen sind dabei ohne weiteres möglich. Dabei kann das Adapterelement zumindest im Wesentlichen aus Metall, aus einem Stahl, einem Leichtmetall oder dergleichen gebildet sein.
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Vorteilhafterweise weist das Adapterelement wenigstens eine Versteifungsrippe auf, mittels welcher das Adapterelement ausgesteift ist. Dadurch ist die Versteifungsstrebe besonders fest und steif an dem Karosseriebauteil befestigbar und kann so Kräfte und/oder Drehmomente sehr effizient aufnehmen und abstützen. Das Karosseriebauteil kann zumindest im Wesentlichen aus Metall, beispielsweise aus einem Stahl oder einem Leichtmetall bzw. einer entsprechenden Leichtmetalllegierung gebildet sein.
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Das Adapterelement und die Versteifungsstrebe sind über ihre jeweiligen Befestigungsbereiche beispielsweise mittels einer Fügetechnik miteinander verbunden. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Adapterelement durch Schweißen und/oder Schrauben und/oder Kleben an der Versteifungsstrebe befestigt ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Adapterelement und die Versteifungsstrebe über eine Steckverbindung miteinander verbunden sind. Dabei ist das Adapterelement bei einer Ausführungsform zumindest bereichsweise in einer Aufnahme, die beispielsweise durch einen Hohlquerschnittsbereich der Versteifungsstrebe gebildet ist, aufgenommen und eingesteckt.
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Zur Befestigung des Adapterelements an dem Karosseriebauteil ist das Adapterelement zum Beispiel mit dem Karosseriebauteil mittels wenigstens einer Schraube verschraubt. Dadurch kann das Adapterelement besonders fest sowie besonders zeit- und kostengünstig an dem Karosseriebauteil befestigt werden und Drehmomente aufnehmen und an die Versteifungsstrebe weiterleiten.
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Die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung kann insbesondere bei einer Strebenanordnung des Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, verwendet werden. Die Strebenanordnung ist dabei in einem Unterbodenbereich des Kraftwagens angeordnet und umfasst die Versteifungsstrebe als erste Versteifungsstrebe sowie wenigstens eine weitere, zweite Versteifungsstrebe. Um die Karosserie besonders vorteilhaft auszustreifen verlaufen die beiden Versteifungsstreben zumindest im Wesentlichen schräg zur Fahrzeuglängsrichtung sowie schräg zueinander. Durch die Versteifungsstreben sind somit Diagonalstreben geschaffen.
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Die Diagonalstreben sind beispielsweise jeweils einerseits in jeweiligen ersten Anbindungsbereichen an jeweiligen Karosseriebauteilen, beispielsweise Seitenschwellern, der Karosserie, befestigt. Jeweils andererseits sind die Diagonalstreben in jeweiligen zweiten Anbindungsbereichen an einem den Diagonalstreben gemeinsamen Karosseriebauteil, beispielsweise einem Querträger, befestigt. Die ersten Anbindungsbereiche sind dabei in Fahrzeugquerrichtung weiter außen angeordnet als die zweiten Anbindungsbereiche. Dadurch ist die Karosserie mittels der Strebenanordnung mit den zwei Diagonalstreben sehr effizient und effektiv ausgesteift und sehr verwindungssteif. Dabei sind die Diagonalstreben in wenigstens einem der Anbindungsbereiche, insbesondere in allen Anbindungsbereichen, unter Vermittlung eines jeweiligen Adapterelements an den Karosseriebauteilen befestigt. Die Adapterelemente sind dabei einerseits an den Diagonalstreben und andererseits an den jeweiligen Karosseriebauteilen (Seitenschweller, Querträger) befestigt. So können die als jeweilige Strangpressprofile ausgebildeten Diagonalstreben ohne Steifigkeitseinbußen an den Karosseriebauteilen befestigt werden und somit die Karosserie aussteifen und gleichzeitig hinsichtlich ihres Gewichts gemäß den Leichtbaugedanken besonders leicht ausgebildet werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehenden in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombination sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht einer Versteifungsstrebe zum Aussteifen einer Karosserie eines offenen Personenkraftwagens, welche über jeweilige Befestigungsbereiche mit einem Adapterelement verbunden ist, unter dessen Vermittlung die Versteifungsstrebe an einem korrespondierenden Karosseriebauteil der Karosserie zu befestigen ist; und
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2 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Explosionsansicht der Versteifungsstrebe mit dem Adapterelement gemäß 1.
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Die 1 und 2 zeigen eine Verbindungsanordnung 10 eines Adapterelements 12 an einer Versteifungsstrebe 14. Die Versteifungsstrebe 14 ist dabei zum Aussteifen einer Karosserie eines offenen Personenkraftwagens vorgesehen und ist beispielsweise eine erste von zwei Versteifungsstreben einer Strebenanordnung zum Aussteifen der Karosserie. Die Versteifungsstreben der Strebenanordnung, die in einem Unterbaubereich der Karosserie angebaut ist, verlaufen dabei beispielsweise schräg zueinander und schräg zur Fahrzeuglängsrichtung. Mit anderen Worten verlaufen die Versteifungsstreben diagonal zueinander, wodurch die Karosserie besonders effizient ausgesteift ist.
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Die Versteifungsstrebe 14 ist dabei an einem Karosseriebauteil der Karosserie, beispielsweise an einem Seitenschweller, unter Vermittlung des Adapterelements 12 zu verbinden. Wie den 1 und 2 zu entnehmen ist, ist dazu das Adapterelement 12 über jeweilige Befestigungsbereiche 16 des Adapterelements 12 und der Versteifungsstrebe 14 an der Versteifungsstrebe 14 befestigt. Die Versteifungsstrebe 14 ist als Strangpressprofil ausgebildet und weist einen Hohlquerschnitt 18 auf. Das Adapterelement 12 weist einen Steckteil 20 auf, welcher außenumfangsseitig an die Innenkontur des Hohlquerschnitts 18 zumindest im Wesentlichen angepasst ist. Der Steckteil 20 kann somit zumindest bereichsweise in dem Hohlquerschnitt 18 eingesteckt werden.
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An den Steckteil 20 schließt sich ein Grundkörper 22 des Adapterelements 12 an, wobei der Steckteil 20 einen geringeren Außenumfang aufweist als der Grundkörper 22. Somit ist durch den Grundkörper 22 ein Anschlag 24 gebildet, welcher mit einer Stirnseite 26 der Versteifungsstrebe 14 zusammenwirken kann. Mit anderen Worten verhindert es der Anschlag 24 durch das Zusammenwirken mit der Stirnseite 26, dass das Adapterelement 12 unerwünscht wert in den Hohlquerschnitt 18 der Versteifungsstrebe 14 eingeschoben wird. Durch den Anschlag 24 ist somit eine definierte Positionierung des Adapterelements 12 relativ zur Versteifungsstrebe 14 geschaffen.
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Das Adapterelement 12 und die Versteifungsstrebe 14 sind in den jeweiligen Befestigungsbereichen 16 beispielsweise miteinander verschweißt. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Adapterelement 12 durch Schrauben und/oder Kleben an der Versteifungsstrebe 14 befestigt ist.
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Wie den 1 und 2 zu entnehmen ist, ist der Befestigungsbereich 16 der Versteifungsstrebe 14 in einem ersten Hohlquerschnittsbereich des Hohlquerschnitt 18 angeordnet, welcher die gleiche Hohlquerschnittsfläche aufweist wie sich in Längserstreckungsrichtung der Versteifungsstrebe 14 an den ersten Hohlquerschnittsbereich anschließende Hohlquerschnittsbereiche der Versteifungsstrebe 14. Der Hohlquerschnitt 18 der Versteifungsstrebe 14 ist dabei in Längserstreckungsrichtung der Versteifungsstrebe 14 bzw. über die Längserstreckungsrichtung der Versteifungsstrebe 14 hinweg im Wesentlichen konstant ausgebildet. Dies bedeutet, dass der Hohlquerschnitt 18 in dem ersten Hohlquerschnittsbereich gegenüber den anderen Hohlquerschnittsbereichen nicht verjüngt bzw. verengt ist. Dadurch sind mit der Verjüngung bzw. Verengung einhergehende Steifigkeitseinbußen, das heißt Bereiche mit einer gegenüber den anderen Hohlquerschnittsbereichen reduzierten Steifigkeit, der Versteifungsstrebe 14 vermieden. Dies bedeutet, dass die Versteifungsstrebe 14 in ihrer Längserstreckungsrichtung eine konstant hohe Steifigkeit aufweist und so die Karosserie besonders effizient und effektiv aussteifen kann.
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Wie insbesondere 2 zu entnehmen ist, ist das Adapterelement 12 als Vollmaterial, das heißt massiv, ausgebildet. Zum Befestigen des Adapterelements 12 an dem Karosseriebauteil, so dass die Versteifungsstrebe 14 über das Adapterelement 12 an dem Karosseriebauteil befestigt werden kann, weist das Adapterelement 12 eine Durchgangsöffnung 28 auf. Durch die Durchgangsöffnung 28 kann eine Schraube hindurch gesteckt werden, mittels welcher das Adapterelement 12 mit dem Karosseriebauteil zu verschrauben und so an diesem zu befestigen ist. So kann das Adapterelement 12 besonders fest und steif mit dem Karosseriebauteil verbunden werden.
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Darüber hinaus ist es bei der Verbindungsanordnung 10 möglich, die Versteifungsstrebe 14 in Folge ihrer Ausbildung als Strangpressprofil hinsichtlich ihres Gewichts besonders leicht auszugestalten. Die Versteifungsstrebe 14 ist dabei beispielsweise aus einem Stahl oder Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung und mit nur geringen Wandstärken ausgebildet. Die Versteifungsstrebe 14 gemäß den 1 und 2 weist einen zumindest im Wesentlichen rechteckigen Hohlquerschnitt 18. Anderweitige Ausgestaltungen des Hohlquerschnitts 18 sind jedoch ohne weiteres möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004018977 A1 [0002]
