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Die Erfindung betrifft ein Tragstrukturbauteil zur Anbindung eines Federbeines an eine Fahrzeugkarosserie. Die Erfindung betrifft ferner eine Fahrzeugkarosserie mit einem solchen Tragstrukturbauteil. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines Federbeines an eine Fahrzeugkarosserie.
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Tragstrukturbauteile der hier angesprochenen Art sind beispielsweise im Bereich des Motorraumes eines Kraftfahrzeuges angeordnet und bilden einen Teil der Fahrzeugkarosserie. Die Tragstrukturbauteile sind üblicherweise als kuppelförmige Blechbauteile ausgebildet, wobei der Boden des kuppelförmigen Blechbauteiles, dessen oberes Ende bildet, welches nach unten hin offen ist. Der Einbau des Federbeines erfolgt, indem es von unten in das kuppelförmige Tragstrukturbauteil eingeschoben und positioniert wird. Anschließend wird das Federbein an dem Boden des kuppelförmigen Tragstrukturbauteiles befestigt. Dazu kommt üblicherweise eine Schraubbefestigung zum Einsatz, welche von oben an das kuppelförmige Tragstrukturbauteil angebracht wird, so dass das Federbein von oben gegen den Boden des kuppelförmigen Tragstrukturbauteiles verschraubt ist.
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Dies hat zum einen zur Folge, dass zum Befestigen des Federbeines an der Fahrzeugkarosserie bisher die Motorhaube zu öffnen ist, um die notwendige Verschraubung von oben vornehmen zu können. Eine weitere Folge ist, dass die Trennfuge zwischen der Motorhaube und dem Kotflügel so zu gestalten ist, dass die Verschraubungsstelle für das Federbein an dem topfförmigen Tragstrukturbauteil der Fahrzeugkarosserie von oben her noch zugänglich bleibt. Dadurch ist der Gestaltungsspielraum bei der Neuentwicklung oder Weiterentwicklung von Kraftfahrzeugen eingeschränkt, beispielsweise mit der Folge, dass der Produktionsablauf, die Herstellungskosten und die Reparaturfreundlichkeit eines Kraftfahrzeuges negativ beeinflusst sein können.
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Einer Ausführungsform der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, wenigstens eine Möglichkeit zur Anbindung eines Federbeines an eine Fahrzeugkarosserie vorzuschlagen, durch welche der Gestaltungsspielraum bei der Neuentwicklung oder Weiterentwicklung eines Kraftfahrzeuges weniger als bisher beeinträchtigt wird.
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Zur Lösung der Aufgabe werden ein Tragstrukturbauteil mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie eine Federbeinaufnahme mit den Merkmalen des Anspruches 9 vorgeschlagen. Darüber hinaus werden zur Lösung der Aufgabe eine Baueinheit mit den Merkmalen des Anspruches 11 sowie eine Fahrzeugkarosserie mit den Merkmalen des Anspruches 12 vorgeschlagen. Weiterhin wird zur Lösung der Aufgabe ein Montageverfahren mit den Merkmalen des Anspruches 14 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Figuren.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat ein Tragstrukturbauteil zur Anbindung eines Federbeines an eine Fahrzeugkarosserie wenigstens einen Anbindungsabschnitt zur Anbindung an einer Fahrzeugkarosserie, beispielsweise zur Anbindung an einen Längsträger und/oder eine Radeinbaustrebe. Die Tragstruktur weist ferner wenigstens einen Flanschabschnitt auf, welcher zur Befestigung einer Federbeinaufnahme ausgebildet ist, an der ein Federbein montiert ist, beispielsweise indem ein Ende des Federbeines in der Federbeinaufnahme aufgenommen und insbesondere befestigt ist. Unter dem Flanschabschnitt ist insbesondere wenigstens ein Anbindungsabschnitt beliebiger Art zu verstehen, an welchem eine Federbeinaufnahme aufnehmbar und/oder befestigbar ist.
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Durch das Tragstrukturbauteil ist es vermieden, dass das Federbein direkt an die Fahrzeugkarosserie zu montieren ist. Durch das Tragstrukturbauteil ist nämlich ein Karosseriebauteil realisiert, welches zwar über den Flanschabschnitt mit der Federbeinaufnahme zusammenwirkt, an dem aber die Federbeinaufnahme erst nach dessen Montage an der Fahrzeugkarosserie befestigt werden kann. Insofern ermöglicht das Tragstrukturbauteil, dass das Einschieben des Federbeines in die Federbeinaufnahme und ein etwaiges Verschrauben des Federbeines gegen die Federbeinaufnahme außerhalb der Fahrzeugkarosserie vorgenommen wird, also räumlich getrennt von dem Tragstrukturbauteil. Dadurch braucht eine mit dem Tragstrukturbauteil versehene Fahrzeugkarosserie für die Befestigung des Federbeines von außen nicht mehr zugänglich gestaltet sein. Insofern resultiert daraus bei der Neuentwicklung oder Weiterentwicklung eines Kraftfahrzeuges ein großer Gestaltungsspielraum.
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Es bietet sich an, dass der Flanschabschnitt zum stoffschlüssigen, kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Anbinden der Federbeinaufnahme ausgebildet ist. Dadurch ist eine dauerhaft haltbare Befestigung der Federbeinaufnahme an dem Tragstrukturbauteil in flexibler Weise ermöglicht.
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Beispielsweise ist an dem Tragstrukturbauteil im Bereich des Flanschabschnittes wenigstens ein Verbindungsmittel vorgesehen, gegen welches ein Gegenverbindungsmittel unter Anbindung der Federbeinaufnahme in Wirkverbindung bringbar ist. Die Federbeinaufnahme ist dadurch in einfacher Weise an dem Tragstrukturbauteil zu befestigen, da daran bereits das Verbindungsmittel angeordnet ist. Es ist dadurch begünstigt, dass das Gegenverbindungsmittel auch in schwer zugänglichen Bereichen der Fahrzeugkarosserie gegen das Verbindungsmittel gebracht wird, insbesondere wenn das Verbindungsmittel zumindest montagefest an dem Tragstrukturbauteil gehalten ist.
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In technisch einfacher Weise lässt sich die Federbeinaufnahme an dem Tragstrukturbauteil anbinden, wenn nach einer Ausgestaltung der Erfindung das Verbindungsmittel ein gewindeführendes Teil ist, welches gegen das Gegenverbindungsmittel durch Verschrauben in Wirkverbindung bringbar ist. Beispielsweise ist das Verbindungsmittel eine Mutter, insbesondere Schweißmutter, welche an der Tragstruktur fest angeordnet ist, beispielsweise angeschweißt ist, so dass zur Befestigung der Federbeinaufnahme ein Schraubenelement, beispielsweise eine Befestigungsschraube, als Gegenverbindungsmittel nutzbar ist. Bei einer mit dem Tragstrukturbauteil versehenen Fahrzeugkarosserie ist dadurch eine Montage der Federbeinaufnahme an das Tragstrukturbauteil von unten her, beispielsweise von unten im Motorraum, erleichtert.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Tragstrukturbauteil durch eine Schalenstruktur mit wenigstens zwei Schalen gebildet ist oder eine solche Schalenstruktur aufweist. Durch diese zwei- oder mehrteilige Schalenstruktur ist mit einem relativ geringen Materialeinsatz eine ausreichend haltbare Karosseriestruktur gebildet, um über das montierte Federbein wirkenden Kräften standzuhalten.
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In die gleiche Richtung zielt die Maßnahme, dass nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine der Schalen einen Radkastenabschnitt bildet oder aufweist und die andere Schale als Verstärkungsstruktur, beispielsweise für den Radkastenabschnitt dient.
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Zur weiteren Verstärkung bzw. Aussteifung des Tragstrukturbauteiles bietet es sich an, dass nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Schalen unter Ausbildung wenigstens eines Hohlprofiles miteinander strukturell verbunden sind, wobei das wenigstens eine Hohlprofil sich mit seiner Längserstreckung quer zur Längserstreckung des vorzugsweise länglichen Anbindungsabschnittes erstreckt.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Schalen unter Ausbildung wenigstens zweier Hohlprofile miteinander strukturell verbunden sind, wobei zwischen den Hohlprofilen, insbesondere in Richtung ihrer Längserstreckung, dass Tragstrukturbauteil eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme eines Endes eines Federbeines hat. Dadurch ist eine wirkungsvolle Biegeversteifung des Tragstrukturbauteiles im Bereich der Durchgangsöffnung realisiert. Etwaigen einwirkenden Querkräften ist dadurch wirkungsvoll entgegengewirkt.
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In technisch einfacher Weise ist die Durchgangsöffnung realisiert, wenn nach einer Ausgestaltung der Erfindung die Schalen jeweils eine Durchgangsöffnung aufweisen, wobei die Durchgangsöffnungen im Wesentlichen zueinander fluchtend bzw. deckungsgleich angeordnet sind.
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Es kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Verbindungsmittel im Bereich des wenigstens einen Hohlprofiles angeordnet ist und der Hohlraum des Hohlprofiles durch ein Hülsenelement überbrückt ist, welches zur Aufnahme eines mit dem Verbindungsmittel in Wirkverbindung bringbaren Gegenverbindungsmittels dient. Dadurch ist das Hohlprofil im Bereich eines oder mehrerer Anbindungspunkte zur Befestigung der Federbeinaufnahme an dem Tragstrukturbauteil ausgesteift, so dass eine Schwächung des Hohlprofiles beispielsweise aufgrund eines Zusammendrückens des Hohlraumes beim Befestigen der Federbeinaufnahme an dem Tragstrukturbauteil vermieden ist.
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Weiterhin umfasst die Erfindung eine Federbeinaufnahme zur Befestigung an dem Flanschabschnitt des vorstehend beschriebenen Tragstrukturbauteils oder einem Tragstrukturbauteil der vorstehend beschriebenen Art. Die Federbeinaufnahme hat einen Grundkörper, an welchem ein Federbein für ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein McPherson-Federbein, montierbar ist. Die Federbeinaufnahme ist ein separates Bauteil, welches zur Montage an das Tragstrukturbauteil ausgebildet ist. Dadurch ist ein hohes Maß an Flexibilität für die Montage eines Federbeines an eine zugehörige Fahrzeugkarosserie erreicht, so dass sich bei der Weiterentwicklung oder Neuentwicklung von Kraftfahrzeugen ein hohes Maß an Gestaltungsspielraum ergibt. Beispielsweise kann das Federbein bereits vor der Montage der Federbeinaufnahme an das Tragstrukturbauteil montiert sein oder die Montage des Federbeines an den Grundkörper erst nach der Montage der Federbeinaufnahme an das Tragstrukturbauteil erfolgen.
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Es bietet sich an, dass der Grundkörper im Wesentlichen kuppelförmig ausgebildet ist. Dadurch ist eine verbesserte Kraftaufnahme von dem Federbein auf die Fahrzeugkarosserie erreicht. Unter kuppelförmig ist insbesondere zu verstehen, dass der Grundkörper im Wesentlichen halbkugelförmig und/oder glockenförmig ausgebildet ist.
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Es bietet sich ferner an, dass im Bereich des offenen Endes des Grundkörpers wenigstens ein nach außen wegstehender Anbindungsabschnitt vorgesehen ist, so dass der Grundkörper durch eine Durchgangsöffnung in das Tragstrukturbauteil einbringbar ist und der Anbindungsabschnitt als Anschlag gegen das Tragstrukturbauteil dient. Insbesondere korrespondieren dazu im Wesentlichen die Abmessungen des Grundkörpers mit denen der Durchgangsöffnung. Dadurch ist in technisch einfacher Weise eine Anbindung der Federbeinaufnahme an das Tragstrukturbauteil zu realisieren, wobei zugleich die Federbeinaufnahme domartig aus dem Tragstrukturbauteil herausragt und somit eine optimale Krafteinleitung von dem Federbein über die Federbeinaufnahme auf das Tragstrukturbauteil und damit auf die Fahrzeugkarosserie erreicht ist.
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Weiterhin bietet es sich an, dass die Federbeinaufnahme aus Metalldruckguss, insbesondere Leichtmetalldruckguss, besteht oder ein solches Material aufweist. Dadurch ist die Federbeinaufnahme gewichtsmäßig relativ leicht, ausreichend stabil und mit ausreichender Herstellungstoleranz relativ kostengünstig zu realisieren.
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Mit Vorteil kann die Federbeinaufnahme eine Rippenstruktur aufweisen. Durch die Rippenstruktur ist eine weitere Maßnahme zur Aussteifung der Federbeinaufnahme realisiert.
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Eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Grundkörper eine Durchgangsöffnung, beispielsweise in seinem Boden, aufweist, so dass ein Ende eines Federbeines einsteckbar ist und gegen die Berandung der Durchgangsöffnung verschraubbar ist. Dadurch ist in technisch einfacher Weise eine Anbindung des Federbeines an die Federbeinaufnahme ermöglicht.
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Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass der Grundkörper wenigstens einen, vorzugsweise mehrere Vorsprünge, beispielsweise Dome, aufweist, an welchen ein Federbein mittels Schraubbefestigung anbindbar ist. Beispielsweise können die Vorsprünge mit einem Befestigungsgewinde versehen sein, insbesondere daran ein Befestigungsgewinde eingeschnitten sein. Sofern die Federbeinaufnahme eine Rippenstruktur aufweist, kann es vorgesehen sein, dass die Vorsprünge zur Anbindung des Federbeines mit der Rippenstruktur verbunden sind, um die Federbeinaufnahme im Bereich der Befestigungsstellen für das Federbein zu stabilisieren.
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Weiterhin umfasst die Erfindung eine Baueinheit, insbesondere vormontierte Baueinheit, mit der vorstehend beschriebenen Federbeinaufnahme oder einer Federbeinaufnahme der vorstehend beschriebenen Art und einem Federbein, beispielsweise einem McPherson-Federbein. Insbesondere hat das Federbein ein Stoßdämpferelement, insbesondere ein stabförmiges Stoßdämpferelement, und ein Federelement. Insbesondere ist das Stoßdämpferelement an der Federbeinaufnahme montiert und das Federelement stützt sich gegen die Federbeinaufnahme ab. Beispielsweise ist das Federelement durch eine Spiralfeder gebildet, welche über das Stoßdämpferelement übergestülpt ist. Durch die Baueinheit ist eine Montage des Federbeines an eine Fahrzeugkarosserie, aufweisend ein Tragstrukturbauteil der vorstehend beschriebenen Art, in einfacher Weise durchführbar, insbesondere kann dadurch mit geringem montagetechnischen Aufwand das Federbein von unten an die Fahrzeugkarosserie montiert werden.
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Darüber hinaus umfasst die Erfindung eine Fahrzeugkarosserie, insbesondere einen Vorderwagen, mit einem Längsträger, einer im Wesentlichen in Längsrichtung des Längsträgers verlaufenden Längsstruktur und einem dazwischen angeordneten Tragstrukturbauteil der vorstehend beschriebenen Art oder dem vorstehend beschriebenen Tragstrukturbauteil, welches mit einem Anbindungsabschnitt an dem Längsträger und mit einem anderen Anbindungsabschnitt an der Längsstruktur befestigt ist. Dadurch ist die Fahrzeugkarosserie im Bereich des Einbaus eines Federbeines ausreichend versteift, so dass über das Federbein auf die Tragstruktur wirkende Kräfte optimal von der Fahrzeugkarosserie aufgenommen werden. Die Längsstruktur ist beispielsweise durch eine Radeinbaustrebe gebildet.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Tragstrukturbauteil an der Fahrzeugkarosserie derart befestigt ist, dass die vorstehend beschriebene Baueinheit oder eine Baueinheit der vorstehend beschriebenen Art von unten gegen das Tragstrukturbauteil in Befestigungsposition bringbar ist und insbesondere auch von unten an dem Tragstrukturbauteil befestigbar ist. Dadurch ergibt sich eine Erleichterung bei der Montage des Kraftfahrzeuges, da sowohl ein Einführen in die Befestigungsposition als auch die Befestigung selbst von einer Seite aus erfolgt. Etwaige Montageschritte von oben, beispielsweise über die Motorraumöffnung, sind vermieden. Es ist dadurch eine große Gestaltungsfreiheit des Kraftfahrzeuges im Bereich der Motorhaube und des Kotflügels erreicht, da bei der Gestaltung ein etwaiger Montagezugriff von oben in den Motorraum, beispielsweise zur Befestigung des Federbeines, nicht mehr notwendig ist.
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Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Montage eines Federbeines an einem mit dem vorstehend beschriebenen Tragstrukturbauteil oder einem Tragstrukturbauteil der vorstehend beschriebenen Art versehenen Fahrzeugkarosserie, insbesondere der vorstehend beschriebenen Fahrzeugkarosserie oder einer Fahrzeugkarosserie der vorstehend beschriebenen Art. Bei dem Verfahren wird das Federbein zuerst an einer Federbeinaufnahme, beispielsweise der vorstehend beschriebenen Federbeinaufnahme oder einer Federbeinaufnahme der vorstehend beschriebenen Art montiert und anschließend wird die Federbeinaufnahme zusammen mit dem Federbein von unten gegen das Tragstrukturbauteil in Befestigungsposition gebracht und dann von unten an dem Tragstrukturbauteil befestigt. Durch das Verfahren ist ein etwaiger Montagezugriff von oben beispielsweise in den Motorraum, zur Befestigung des Federbeines, nicht mehr notwendig ist. Daraus ergibt sich ein großer Gestaltungsspielraum bei der Neuentwicklung oder Weiterentwicklung von Kraftfahrzeugen.
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Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles.
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Es zeigen:
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1 eine mögliche Ausführungsform einer Fahrzeugkarosserie, dargestellt am Beispiel eines Bereiches der linken Seite des Vorderwagens in perspektivischer Ansicht, wobei die Fahrzeugkarosserie mit einem Tragstrukturbauteil zur Anbindung eines Federbeines versehen ist,
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2 eine obere Schale des Tragstrukturbauteils gemäß der 1, montiert an einen Längsträger der Fahrzeugkarosserie gemäß der 1, in perspektivischer Ansicht,
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3 eine untere Schale des Tragstrukturbauteils gemäß der 1 in perspektivischer Ansicht, welche einerseits an einem Schließblech für den Längsträger gemäß der 2 und andererseits an einer Radeinbaustrebe montiert ist,
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4 die untere Schale zusammen mit dem Schließblech und der Radeinbaustrebe gemäß der 3 in einer anderen perspektivischen Ansicht,
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5 eine mögliche Ausführungsform einer Federbeinaufnahme zur Befestigung an dem Tragstrukturbauteil gemäß der 1 bis 4 in perspektivischer Ansicht,
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6 die Federbeinaufnahme gemäß der 5 mit einem daran montierten Federbein und weiteren Anbauteilen einer Bremseinrichtung und einer Lenkereinrichtung eines Kraftfahrzeuges in perspektivischer Darstellung,
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7 die Fahrzeugkarosserie gemäß der 1 mit einer an dem Tragstrukturbauteil montierten Federbeinaufnahme, an welcher das Federbein und die Anbauteile gemäß der 6 montiert sind, in perspektivischer Ansicht,
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8 den Bereich des Kraftfahrzeuges gemäß der 7 in Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A,
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9 eine weitere Schnittdarstellung des Fahrzeuges gemäß der 7 entlang der Schnittlinie B-B und
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10 den Bereich des Kraftfahrzeuges gemäß der 7 in einer Ansicht von unten.
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1 zeigt – in schematischer Darstellung – eine mögliche Ausführungsform einer Fahrzeugkarosserie 200, welche beispielhaft im Bereich der linken Seite ihres Vorderwagens dargestellt ist. Aus der 1 ist ein Längsträger 210 der Fahrzeugkarosserie 200 sowie eine dazu beabstandet verlaufende Längsstruktur 220 ersichtlich. Die Längsstruktur 220 kann eine Radeinbaustrebe sein. Ferner ist aus der 1 eine Stirnwand 230 zumindest teilweise ersichtlich, welche sich quer zu dem Längsträger 210 und der Längsstruktur 220 erstreckt und an der Außenseite in eine seitliche Stirnwand 240 übergehen kann.
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Der Längsträger 210 und die Längsstruktur 220 bilden in Vorwärtsfahrtrichtung 400 gesehen, in dem Bereich vor der Stirnwand 230 einen Aufnahmeraum für eines der Räder des Kraftfahrzeuges. Um in diesem Bereich ein (in der 1 nicht dargestelltes Federbein) an der Fahrzeugkarosserie 200 montieren zu können, ist ein Tragstrukturbauteil 1 vorgesehen, welches mittels wenigstens eines Anbindungsabschnittes 2 an der Fahrzeugkarosserie 200 angebunden ist. Beispielsweise kann das Tragstrukturbauteil 1 zwei Anbindungsabschnitte 2a und 2b aufweisen, wobei der eine Anbindungsabschnitt 2a mit der Längsstruktur 220 und der andere Anbindungsabschnitt 2b mit dem Längsträger 210 strukturell verbunden sind, insbesondere mittels Schweißen, Nieten, Durchsatzfügen und/oder Kleben verbunden sind. Das Tragstrukturbauteil 1 erstreckt sich zwischen den Anbindungsabschnitten 2a und 2b im Wesentlichen quer zur Längserstreckung der Fahrzeugkarosserie 200, also quer zur Vorwärtsfahrtrichtung 400 und überbrückt den Bereich zwischen dem Längsträger 210 und der Längsstruktur 220 in Vorwärtsfahrtrichtung 400 gesehen, vor der Stirnwand 230.
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Das Tragstrukturbauteil 1 weist ferner wenigstens einen Flanschabschnitt 3 auf, welcher zur Befestigung einer (in der 1 nicht dargestellten) Federbeinaufnahme ausgebildet ist. Zur Befestigung der Federbeinaufnahme kann an dem Tragstrukturbauteil 1 wenigstens ein Verbindungsmittel 4 angeordnet, insbesondere fest angeordnet sein. Das Verbindungsmittel 4 kann ein Schraubelement 5 sein, beispielsweise eine Schweißmutter, welche vorzugsweise an der im Einbauzustand des Tragstrukturbauteiles 1 an dessen Oberseite angeordnet ist, so dass ein (in der 1 nicht dargestelltes) Gegenverbindungsmittel von unten in Wirkverbindung mit dem Verbindungsmittel 4 bzw. in das Schraubelement 5 eingeschraubt werden kann und damit die Befestigung der Federbeinaufnahme von unten an dem Tragstrukturbauteil 1 von unten erfolgt.
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Dem hier beschriebenen Konzept liegt der Gedanke zugrunde, eine Federbeinaufnahme als separates Bauteil zu der Tragstruktur 1 vorzusehen, so dass die Federbeinaufnahme unabhängig von dem Tragstrukturbauteil 1 vorab an ein Federbein montiert werden kann und anschließend die Federbeinaufnahme zusammen mit dem Federbein an das bereits an der Fahrzeugkarosserie 200 befestigte Tragstrukturbauteil 1 zu montieren. Das Federbein wird daher erst über die Federbeinaufnahme an der Fahrzeugkarosserie 200 montiert. Die Federbeinaufnahme zusammen mit dem Federbein kann von unten an das Tragstrukturbauteil 1 in Befestigungsposition gebracht werden und anschließend dann auch von unten an den Tragstrukturbauteil 1 befestigt werden. Eine mögliche Ausgestaltung des Tragstrukturbauteiles 1 sowie eine mögliche Ausgestaltung der zugehörigen Federbeinaufnahme wird in den weiteren Figuren dargestellt und nachfolgend beschrieben.
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Bevorzugt ist das Tragstrukturbauteil 1 durch eine Schalenstruktur mit wenigstens zwei Schalen 6 und 7 gebildet oder weist eine solche Schalenstruktur auf. 2, 3 und 4 zeigen den Aufbau des Tragstrukturbauteiles 1 mit einer derartigen Schalenstruktur. Die 2 zeigt das Tragstrukturbauteil 1 mit der Schale 7, welche im Einbauzustand an der Fahrzeugkarosserie 200 bevorzugt die oben liegende Schale bildet. Die aus der 1 ersichtlichen Anbindungsabschnitte 2a und 2b sind an der Schale 7 angeordnet. Auch ist das wenigstens eine Verbindungsmittel 4 an der Schale 7 angeordnet.
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Die 3 und 4 zeigen das Tragstrukturbauteil 1 mit seiner anderen Schale 6, welche im eingebauten Zustand an der Fahrzeugkarosserie 200 bevorzugt die gegenüber der Schale 7 unten liegende Schale bildet. Bevorzugt weist die Schale 6 an ihren zu dem Längsträger 210 und der Längsstruktur 220 gerichteten Enden jeweils einen eigenen Anbindungsabschnitt 2'a und 2'b auf. Mittels des Anbindungsabschnittes 2'a ist die Schale 6 mit der Längsstruktur 220 strukturell verbindbar bzw. strukturell verbunden. Die Schale 6 ist mit dem Anbindungsabschnitt 2'b mit dem Längsträger 220, vorzugsweise mit dem Schließblech 250 des Längsträgers 210, strukturell verbindbar bzw. verbunden. Beispielsweise sind die Anbindungsabschnitte 2'a und 2'b der Schale 6 und die Anbindungsabschnitte 2a und 2b der Schale 7 mittels mehrerer, vorzugsweise punktuellen Strukturverbindungen 15, wie beispielsweise Schweißpunkten, an dem Längsträger 210 und der Längsstruktur 220 befestigt.
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Die Schalen 6 und 7 sind mit jeweils einer ihrer Flächenseiten einander zugewandt und liegen mit ihren jeweiligen Flächenseiten übereinander. Die unten liegende Schale 6 bildet bevorzugt eine Radeinbaustruktur, insbesondere ein Radeinbaublech, und die darüber liegende Schale 7 dient als Verstärkungsstruktur zur Verstärkung der Schale 6.
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Zur weitergehenden Aussteifung des Tragstrukturbauteiles 1 kann es vorgesehen sein, dass die Schalen 6 und 7 unter Ausbildung wenigstens eines Hohlprofiles miteinander verbunden sind, wobei sich das Hohlprofil mit seiner Längserstreckung quer zur Längserstreckung des Anbindungsabschnittes 2 des Tragstrukturbauteiles 1 erstreckt. Das wenigstens eine Hohlprofil ist aus der Schnittdarstellung in 9 ersichtlich und dort mit dem Bezugszeichen 8 bzw. 9 versehen. Das Hohlprofil 8 bzw. 9 kann durch einen abgesetzten Flächenbereich 16 an einer der Schalen 6 und 7, beispielsweise der Schale 6, und einem damit korrespondierenden Seitenwandbereich der anderen Schale, beispielsweise der Schale 7, gebildet sein, welches anhand der 2, 3 und 4 ersichtlich ist.
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Bevorzugt weist das Tragstrukturbauteil 1 zwei solcher Hohlprofile 8 und 9 auf, welche bevorzugt im seitlichen Endbereich der Tragstruktur 1 angeordnet sind und dazwischen eine Durchgangsöffnung 10 an der Tragstrukturbauteil 1 vorgesehen ist (9). Bevorzugt ist die Durchgangsöffnung 10 durch eine Durchgangsöffnung 11 in der Schale 6 und durch eine damit im Wesentlichen korrespondierende Durchgangsöffnung 12 in der Schale 7 gebildet. Die Durchgangsöffnung 10 des Tragstrukturbauteiles 1 dient der Aufnahme eines Teiles einer (in den 2 bis 4 nicht dargestellten) Federbeinaufnahme.
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Wie insbesondere aus der 2 ersichtlich ist, kann das wenigstens eine Verbindungsmittel 4 im Bereich einer der Hohlprofile 8 bzw. 9 des Tragstrukturbauteiles 1 angeordnet sein. Zur Überbrückung des Hohlraumes des jeweiligen Hohlprofiles 8 und 9 ist bevorzugt wenigstens ein zugehöriges Hülsenelement 13 vorgesehen, so dass ein durch das Hülsenelement 13 durchgeführtes Gegenverbindungsmittel, welches in Wirkkontakt gegen das Verbindungsmittel 4 des Tragstrukturbauteiles 1 tritt, in Befestigungsposition gebracht werden kann, ohne dass dadurch der Hohlraum des zugehörigen Hohlprofiles 8 bzw. 9 zusammengedrückt wird und sich ungewollt verformt.
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5 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer Federbeinaufnahme 50, welche zum Befestigen an dem Tragstrukturbauteil 1 ausgebildet ist und einen Grundkörper 51 hat, um daran ein (in der 5 nicht dargestelltes) Federbein für ein Kraftfahrzeug montieren zu können.
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Bevorzugt ist der Grundkörper 51 kuppelförmig ausgebildet und weist an seinem offenen Ende 52 wenigstens einen, vorzugsweise zwei entgegengesetzt zueinander nach außen wegstehende Anbindungsabschnitte 53 und 54 auf, so dass der Grundkörper 51 durch die Durchgangsöffnung 10 in dem Tragstrukturbauteil 1 einschiebbar ist und die Anbindungsabschnitte 53 und 54 als Anschlag gegen das Tragstrukturbauteil 1 dienen.
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Bevorzugt weisen die Anbindungsabschnitte 53 und 54 jeweils wenigstens ein Durchgangsloch 55 auf, mittels welchem die Federbeinaufnahme 50 an dem Tragstrukturbauteil 1, vorzugsweise an den dort vorgesehenen Anbindungsabschnitten 2, befestigt werden kann. Beispielsweise dienen die Durchgangslöcher 55 zur Aufnahme eines (in der 5 nicht dargestellten) Gegenverbindungsmittels, welches durch das jeweils zugehörige Durchgangsloch 55 durchgesteckt wird, um mit dem an dem Tragstrukturbauteil 1 vorhandenen Verbindungsmittel 4 in Wirkkontakt treten zu können.
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Die Anbindungsabschnitte 53 und 54 können jeweils wenigstens eine Rippe oder dergleichen Rippenstruktur 56 aufweisen, durch welche der Befestigungsbereich der Federbeinaufnahme 50 zur Anbindung an das Tragstrukturbauteil 1 weitergehend ausgesteift ist.
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Auch kann ein Dichtelement 57 vorgesehen sein, welches beispielsweise als Ringdichtung ausgebildet ist und in ihrem Zentrum den Grundkörper 51 zumindest teilweise aufnimmt und sich bevorzugt gegen einen an dem offenen Ende 52 der Federbeinaufnahme 50 nach außen wegstehenden Randabschnitt 58 abstützt bzw. aufliegt. Bevorzugt ist der Randabschnitt 58 umlaufend und dient der weitergehenden Verstärkung der Federbeinaufnahme 50. Mittels des Dichtelementes 57 ist die Federbeinaufnahme 50 im eingebauten Zustand an dem Tragstrukturbauteil 1 nach außen hin abgedichtet. Beispielsweise ist dadurch der im Bereich des Federbeines vorliegende Radlauf gegenüber dem Motorraum abgedichtet, so dass im Fahrbetrieb kein Spritzwasser von dem Reifen in den Motorraum gelangen kann.
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Die Federbeinaufnahme 50 kann im Bereich seines Bodens eine Durchgangsöffnung 59 aufweisen, in welche ein Ende eines (in der 5 nicht dargestellten) Federbeines einschiebbar ist, beispielsweise um die Durchgangsöffnung 58 zur Befestigung des Federbeines an der Federbeinaufnahme 50 zu nutzen.
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6 zeigt die Federbeinaufnahme 50 mit einem daran montierten Federbein 100. Das Federbein 100 und die Federbeinaufnahme 50 bilden bevorzugt eine vormontierte Baueinheit 300.
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Bevorzugt weist das Federbein 100 ein längliches Stoßdämpferelement 110 sowie ein Federelement 120 auf. Das Federelement 120 kann eine Spiralfeder sein, in dessen Inneren das Stoßdämpferelement 110 eingeschoben bzw. durchgeschoben ist. Beispielsweise ist das Federbein 100 ein McPherson-Federbein.
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Wie aus der 6 ersichtlich ist, kann sich das Federelement 120 nach unten hin gegen einen Federteller 140 abstützen, welcher beispielsweise gehäusefest an dem Stoßdämpferelement 110 angeordnet ist.
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Bevorzugt ist das Federbein 100 mit einem Ende, insbesondere mit einem Ende des Stoßdämpferelementes 110, durch die Durchgangsöffnung 59 in der Federbeinaufnahme 50 eingeschoben und gegen die Berandung der Durchgangsöffnung 59 mittels eines Gewindeelementes 130, wie beispielsweise einer Befestigungsmutter, verschraubt.
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Die Baueinheit 300 mit der Federbeinaufnahme 50 und dem Federbein 100 kann zusätzlich wenigstens eine Komponente einer Bremseinrichtung 500 und/oder einer Lenkereinrichtung 600 aufweisen und eine vormontierte Einheit bilden. Diese Einheit kann in einem späteren Montageschritt an die Fahrzeugkarosserie 200 montiert werden, wobei die Federbeinaufnahme 50 an dem Tragstrukturbauteil 1 der Fahrzeugkarosserie 200 befestigt wird.
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7 zeigt die Baueinheit 300 gemäß der 6 mit den Komponenten der Bremseinrichtung 500 und Lenkereinrichtung 600 im zusammengebauten Zustand an der Fahrzeugkarosserie 200, wobei die Federbeinaufnahme 50 an dem Tragstrukturbauteil 1 befestigt ist. 8 zeigt den Zusammenbau gemäß der 7 in einer Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A der 7. 8 zeigt den Zusammenbau der 7 in einer Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie B-B der 7.
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Wie aus der 8 ersichtlich ist, ist das Federbein 100 an seinem oberen Ende in die Durchgangsöffnung 59 der Federbeinaufnahme 50 eingesteckt und mittels des Gewindeelementes 130 gegen den Grundkörper 51 verschraubt. Wie ferner daraus ersichtlich ist, kann das Federelement 120 nach oben hin an einem Pufferelement 150 abgestützt sein, wobei das Pufferelement 150 wiederum selbst über ein Stützlagerelement 160 sich gegen das Gewindeelement 130 abstützen kann.
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Anhand der Schnittdarstellung in der 9 ist die Ausbildung der Hohlprofile 8 und 9 aus den Schalen 6 und 7 des Tragstrukturbauteiles 1 ersichtlich. Zur Befestigung der Federbeinaufnahme 50 an dem Tragstrukturbauteil 1 ist jeweils ein Gegenverbindungsmittel 60 mit dem zugehörigen Verbindungsmittel 4 in Wirkkontakt gebracht. Sofern das Verbindungsmittel 4 als Schraubelement 5 ausgebildet ist, ist das Gegenverbindungsmittel 60 als Gegenschraubelement 61 ausgebildet, welches eingesteckt in das zugehörige Hülsenelement 13 in das Schraubelement 5 eingeschraubt ist. Das jeweilige Hülsenelement 13 überbrückt dabei einen durch das Hohlprofil 8 bzw. 9 gebildeten Hohlraum 14.
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Wie aus einer Zusammenschau der 9 mit der 7 ersichtlich ist, wird die Federbeinaufnahme 50 von unten in das Tragstrukturbauteil 1, insbesondere dessen Durchgangsöffnung 10 eingeschoben und positioniert. Darüber hinaus erfolgt auch die Befestigung der Federbeinaufnahme 50 an dem Tragstrukturbauteil 1 von unten her. Dazu werden die Gegenverbindungsmittel 60 von unten her in Richtung gemäß des jeweiligen Pfeiles 410 in Wirkkontakt gegen das Verbindungsmittel 4 gebracht. Sofern das Verbindungsmittel 4 und das Gegenverbindungsmittel 60 eine Schraubverbindung bilden, ist die Vorschubrichtung zum Einschrauben des Gegenverbindungsmittels 60 die Bewegungsrichtung gemäß des Pfeiles 410.
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10 zeigt den Aufbau gemäß der 7 in einer Ansicht von unten. Wie daraus ersichtlich ist, sind die Gegenverbindungsmittel 60 von unten zugänglich.
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Obwohl die Erfindung anhand wenigstens einer beispielhaften Ausführungsform beschrieben worden ist, versteht es sich, dass eine Vielzahl von Varianten existieren. Auch sollte beachtet werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht dazu gedacht sind, den Schutzumfang, die Anwendbarkeit bzw. Ausführbarkeit oder den Aufbau in irgendeiner Weise einzuschränken. Die vorstehende Beschreibung gibt dem Fachmann eine geeignete Anleitung zur Umsetzung bzw. Ausführung von wenigstens einer Ausführungsform; es versteht sich, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und Anordnung von Elementen oder Komponenten, welche vorstehend in wenigstens einer beispielhaften Ausführungsform beschrieben sind, gemacht werden können, ohne vom Schutzumfang der nachstehenden Ansprüche und ihren rechtlichen Äquivalenzen abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Tragstrukturbauteil
- 2
- Anbindungsabschnitt
- 2a
- Anbindungsabschnitt
- 2b
- Anbindungsabschnitt
- 2'a
- Anbindungsabschnitt
- 2'b
- Anbindungsabschnitt
- 3
- Flanschabschnitt
- 4
- Verbindungsmittel
- 5
- Schraubelement
- 6
- Schale
- 7
- Schale
- 8
- Hohlprofil
- 9
- Hohlprofil
- 10
- Durchgangsöffnung
- 11
- Durchgangsöffnung
- 12
- Durchgangsöffnung
- 13
- Hülsenelement
- 14
- Hohlraum
- 15
- Strukturverbindung
- 16
- abgesetzter Bereich
- 50
- Federbeinaufnahme
- 51
- Grundkörper
- 52
- offenes Ende
- 53
- Anbindungsabschnitt
- 54
- Anbindungsabschnitt
- 55
- Durchgangsloch
- 56
- Rippenstruktur
- 57
- Dichtelement
- 58
- Randabschnitt
- 59
- Durchgangsöffnung
- 60
- Gegenverbindungsmittel
- 61
- Gegenschraubelement
- 100
- Federbein
- 110
- Stoßdämpferelement
- 120
- Federelement
- 130
- Gewindeelement
- 140
- Federteller
- 150
- Pufferelement
- 160
- Stützelement
- 200
- Fahrzeugkarosserie
- 210
- Längsträger
- 220
- Längsstruktur
- 230
- Stirnwand
- 240
- seitliche Stirnwand
- 250
- Schließblech
- 300
- Baueinheit
- 400
- Vorwärtsfahrtrichtung
- 410
- Pfeil
- 500
- Bremseinrichtung
- 600
- Lenkereinrichtung
