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Die Erfindung betrifft ein Verbindungsbauteil, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verbindungsbauteils und ein Fahrzeug mit einem solchen Verbindungsbauteil.
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Aus der
DE 10 2009 019 786 A1 geht ein Verbindungsbauteil in Form einer Trägerkonsole hervor, mit dem insbesondere ein Längsträger einer Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Lenker eines Mehrpunktlenkers einer Achsanordnung einer Hinterachse verbindbar ist. Solche Verbindungsbauteile werden typischerweise aus mehreren miteinander gefügten Blechstücken gebildet. Alternativ ist es möglich, ein einziges Blechteil für die Herstellung eines solchen Verbindungsbauteils zu verwenden, wobei aus dem Blechteil eine hülsenförmige Durchführung für eine Verbindungsschraube gezogen wird, wobei eine solche Durchführung auch als Schraubenpfeife bezeichnet wird. Das Blechteil wird gelocht und kastenförmig sowie unter Ausbildung einer Verbindungslasche umgebogen, sodass das durch Lochen entstandene Loch mit der hülsenförmigen Durchführung fluchtet und insbesondere die Durchführung das Loch durchragt, wonach die Verbindungslasche mit dem durch kastenförmiges Umbiegen entstandenen Kastenboden gefügt wird, beispielsweise durch Clinchen. Der das Loch durchragende Abschnitt der hülsenförmigen Durchführung wird in dem Loch verstemmt. Des Weiteren werden aus dem Blechteil mehrere Blechlaschen mittels Ausklinken erzeugt, die umgebogen werden, sodass sie vertikale Befestigungsflächen bilden. Der Kastenboden bildet eine horizontale Befestigungsfläche. Die bekannten Verbindungsbauteile sind in der Herstellung sehr aufwendig und besitzen darüber hinaus – aufgrund ihrer Eigenschaft als Blechteile – nur eine begrenzte Stabilität gegenüber den hohen mechanischen Kräften, die typischerweise im Fahrbetrieb über eine Kraftfahrzeugachse in die Karosserie wirken.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungsbauteil, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verbindungsbauteils und ein Fahrzeug mit einem solchen Verbindungsbauteil zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verbindungsbauteil geschaffen wird, welches eingerichtet ist zur Anbindung eines Achsbauteils an ein Karosseriebauteil eines Fahrzeugs, wobei das Verbindungsbauteil wenigstens eine erste Befestigungsfläche zur Befestigung an dem Achsbauteil oder an dem Karosseriebauteil aufweist. Das Verbindungsbauteil zeichnet sich dadurch aus, dass es durch Massivumformen, vorzugsweise durch Schmieden, aus einem metallischen Rohling hergestellt ist. Durch die Herstellung mittels Massivumformen, insbesondere Schmieden, wird in einfacher Weise – insbesondere werkzeugfallend – ein Verbindungsbauteil geschaffen, das auch gegenüber hohen mechanischen Beanspruchungen eine ausreichende Stabilität aufweist. Dadurch, dass es mittels Massivumformen, insbesondere Schmieden, möglich ist, das Verbindungsbauteil einstückig aus dem metallischen Rohling zu fertigen, entfallen sämtliche Fügeschritte, die ansonsten zur Bildung des Verbindungsbauteils erforderlich sind. Dies vereinfacht die Herstellung und beschleunigt den Herstellungsprozess. Dadurch ergeben sich auch Kosteneinsparungen.
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Durch das beim Massivumformen, insbesondere Schmieden, hochkomprimierte Material wird ein Gefüge geschaffen, welches hohen Belastungen gerecht wird. Aufgrund der erhöhten Stabilität kann die Wandstärke des Verbindungsbauteils verringert werden, ohne dass hierdurch relevante Einbußen in der Stabilität zu erwarten sind. Dies führt nicht zuletzt auch dazu, dass das Verbindungsbauteil leichter ausgebildet sein kann als ein vergleichbar stabiles Bauteil in konventioneller Herstellung.
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Massivumgeformte Bauteile, insbesondere Schmiedeteile, weisen insbesondere eine sehr hohe Festigkeit und Duktilität auf. Außerdem ist es beim Massivumformen, insbesondere beim Schmieden, ohne weiteres möglich, allein durch die Konturierung einer Werkzeugform oder durch die Art der Bearbeitung eine Querschnittsform des Verbindungsbauteils belastungsgerecht anzupassen. Dabei ist ganz besonders ein Faserverlauf des Verbindungsbauteils beim Massivumformen, insbesondere Schmieden, auf eine spätere Belastung maßgeschneidert einstellbar, sodass sich die Fasern insbesondere in mechanisch hochbelasteten Bereichen sammeln, die dann dementsprechend eine erhöhte Festigkeit aufweisen. Es ist daher nicht nötig, auch weniger belastete Bereiche auf eine Maximalbelastung anderer Bereiche hin entsprechend dickwandig auszulegen, sondern das Verbindungsbauteil kann lokal belastungsgerecht mit diskontinuierlichem beziehungsweise lokal variierendem Querschnitt ausgebildet sein. Durch eine Einstellung des Faserverlaufs können auch gezielt der Kraftfluss in dem Bauteil und dessen Deformationsverhalten beeinflusst werden. Bei der Massivumformung beziehungsweise beim Schmieden entsteht ein sehr homogenes Gefüge in dem Verbindungsbauteil, sodass dieses problemlos mit zu verbindenden Bauteilen fügbar ist. Dabei kommen alle denkbaren Fügemethoden infrage, insbesondere Schweißen, Löten, Verschrauben, Schmelzschweißen, Widerstandspunktschweißen, und/oder allgemein lösbare oder unlösbare Befestigungsarten.
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Ein aus einem Massivumformverfahren oder Schmiedeverfahren resultierendes Verbindungsbauteil erfordert zudem weniger Nachbearbeitungsschritte als ein in anderer Weise hergestelltes Verbindungsbauteil. Dadurch umfasst ein Herstellungsverfahren für ein Verbindungsbauteil weniger Schritte, sodass es kostengünstig und wenig aufwendig durchführbar ist.
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Es zeigt sich, dass die Herstellung des Verbindungsbauteils durch Massivumformen, insbesondere Schmieden, insbesondere als Schmiedeteil, in einfacher Weise und unschwer an dem fertigen Verbindungsbauteil erkennbar ist, insbesondere durch Untersuchung des Gefüges des Verbindungsbauteils.
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Unter einem Achsbauteil wird hier insbesondere ein Bauteil eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, verstanden, welches einer Achse, insbesondere einer Vorderachse oder einer Hinterachse, zuzuordnen ist, oder welches Bestandteil einer Achse ist. Bevorzugt handelt es sich bei dem Achsbauteil um einen Lenker, insbesondere um einen Lenker eines Mehrpunktlenkers, insbesondere an einer Hinterachse eines Nutzfahrzeugs.
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Unter einem Karosseriebauteil wird insbesondere ein Bauteil verstanden, welches einer Karosserie eines Fahrzeugs zuzuordnen ist, oder welches Teil der Fahrzeugkarosserie ist, wobei das Bauteil vorzugsweise eine tragende Funktion hat. Insbesondere handelt es sich bei einem Karosseriebauteil bevorzugt um einen Träger, besonders bevorzugt um einen Längsträger.
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Unter einem Fahrzeug wird allgemein eine Einrichtung verstanden, die eingerichtet ist zum Fahren auf Land, im Wasser und/oder in der Luft, wobei hier selbstfahrende Fahrzeuge und fremdgetriebene Fahrzeuge, beispielsweise Anhänger, Waggons oder auch Kutschen, eingeschlossen sind. Bevorzug wird unter einem Fahrzeug ein Kraftfahrzeug verstanden, mithin insbesondere ein selbstfahrendes Fahrzeug mit eigenem Antrieb.
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Unter einer Befestigungsfläche wird eine Fläche verstanden, die eingerichtet ist, um das Verbindungsbauteil mit dem Achsbauteil oder dem Karosseriebauteil zu verbinden, wobei in montiertem Zustand die Befestigungsfläche an dem Bauteil, mit welchem das Verbindungsbauteil verbunden ist, anliegt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verbindungsbauteil wenigstens eine zweite Befestigungsfläche zur Befestigung an dem Verbindungsbauteil oder an dem Achsbauteil aufweist. Die zweite Befestigungsfläche ist vorzugsweise quer, besonders bevorzugt senkrecht zu der ersten Befestigungsfläche orientiert. Durch diese Ausgestaltung ergibt sich eine ebenso flexible wie stabile Verbindung zwischen dem Achsbauteil und dem Karosseriebauteil über das Verbindungselement.
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Die erste Befestigungsfläche ist bevorzugt zur Befestigung des Verbindungsbauteils an einem ersten Bauteil, ausgewählt aus dem Achsbauteil und dem Karosseriebauteil, ausgebildet, wobei die zweite Befestigungsfläche ausgebildet ist zur Befestigung an einem zweiten, von dem ersten Bauteil verschiedenen Bauteil, ebenfalls ausgewählt aus dem Achsbauteil und dem Karosseriebauteil.
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Alternativ oder zusätzlich ist auch eine Ausgestaltung möglich, bei welcher sowohl die erste Befestigungsfläche als auch die zweite Befestigungsfläche zur Befestigung an demselben Bauteil, ausgewählt aus dem Achsbauteil und dem Karosseriebauteil, ausgebildet ist. Auch in diesem Fall ist die zweite Befestigungsfläche bevorzugt quer, besonders bevorzugt senkrecht zu der ersten Befestigungsfläche orientiert. Durch diese Art der Befestigung des Verbindungsbauteils, welche auch als zweischnittige Anbindung bezeichnet wird, ergibt sich eine besonders hohe Stabilität.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei bestimmungsgemäßer Montage des Verbindungsbauteils eine Befestigungsfläche, ausgewählt aus der ersten Befestigungsfläche und der zweiten Befestigungsfläche, vertikal ausgerichtet ist, wobei die andere Befestigungsfläche, ausgewählt aus der ersten Befestigungsfläche und der zweiten Befestigungsfläche, horizontal ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich insbesondere eine besonders stabile Verbindung der Bauteile an- oder miteinander.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verbindungsbauteil ein Leichtmetall oder eine Leichtmetalllegierung aufweist. Es ist auch möglich, dass das Verbindungsbauteil aus einem Leichtmetall oder einer Leichtmetalllegierung besteht. Als Leichtmetall wird bevorzugt Aluminium verwendet, als Leichtmetalllegierung bevorzugt eine Aluminiumlegierung. Hierdurch wird der Leichtbaugedanke insbesondere in Hinblick auf ein mit dem Verbindungsbauteil ausgestattetes Fahrzeug befördert, und es ergeben sich Gewichts- und damit insbesondere auch Kraftstoffeinsparungen. Weiterhin zeigt sich, dass durch Massivumformen, insbesondere Schmieden, aus einem Leichtmetall gefertigte Elemente eine vergleichbar hohe Stabilität und Festigkeit aufweisen können, insbesondere im Vergleich zu Stahlelementen, die in anderer Weise gefertigt sind. Die Festigkeits- und Stabilitätserhöhung, die sich durch Massivumformen, insbesondere Schmieden, ergibt, kann also sinnvoll durch Ersetzen eines spezifisch schwereren Materials durch ein spezifisch leichteres Material im Sinne des Leichtbaugedankens umgesetzt werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eine der Befestigungsflächen eine Ausnehmung umgreift, die eingerichtet ist zur Aufnahme einer Verbindungsschraube. Durch die Ausnehmung wird dem Verbindungsbauteil eine der Schraubenpfeife bei einem konventionellen Verbindungsbauteil entsprechende Höhlung verliehen, die zur Verschraubung mit einem weiteren Bauteil genutzt werden kann. Eine solche Ausnehmung ist beim Massivumformen, insbesondere beim Schmieden, ohne weiteres mittels einer geeigneten Werkzeugform herstellbar. Nach dem Massivumformen kann dann gegebenenfalls noch ein Gewinde in eine Wandung der Ausnehmung eingeschnitten werden, wobei dies allerdings auch letztlich beim Fügen durch die Verwendung einer selbstfurchenden Schraube erfolgen kann. Demnach ist es möglich, die Ausnehmung werkzeugfallend herzustellen, und den Schritt des Gewindeschneidens einzusparen beziehungsweise auf den Fügeprozess zu verlagern. Die Befestigungsfläche, welche die Ausnehmung umgreift oder umgibt, dient insbesondere der Aufnahme und Abstützung der beim Verschrauben und in verschraubtem Zustand wirkenden Kräfte, wobei sie zugleich als Widerlager für das mit dem Verbindungsbauteil verschraubte Bauteil dient. Die Ausnehmung ist demnach insbesondere in der Befestigungsfläche ausgebildet beziehungsweise mündet in die Befestigungsfläche.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Verfahren zur Herstellung eines Verbindungsbauteils geschaffen wird, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines Verbindungsbauteils nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: Es wird ein Verbindungsbauteil aus einem metallischen Rohling massivumgeformt, wobei beim Massivumformen, insbesondere Schmieden, wenigstens eine erste Befestigungsfläche an dem Verbindungsbauteil ausgebildet wird. In Zusammenhang mit dem Verfahren ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verbindungsbauteil erläutert wurden.
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Vorzugsweise wird beim Massivumformen, insbesondere beim Schmieden, an dem Verbindungsbauteil wenigstens eine zweite Befestigungsfläche ausgebildet, die quer, vorzugsweise senkrecht zu der ersten Befestigungsfläche orientiert ist.
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Bevorzugt werden die wenigstens zwei Befestigungsflächen an dem Verbindungsbauteil so ausgebildet, dass eine Befestigungsfläche, ausgewählt aus der ersten und der zweiten Befestigungsfläche, bei bestimmungsgemäßer Montage des Verbindungsbauteils vertikal, und die andere Befestigungsfläche, ausgewählt aus der ersten und der zweiten Befestigungsfläche, horizontal ausgerichtet ist.
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Vorzugsweise wird ein metallischer Rohling verwendet, der ein Leichtmetall oder eine Leichtmetalllegierung aufweist, oder aus einem Leichtmetall oder einer Leichtmetalllegierung besteht. Dabei wird als Leichtmetall bevorzugt Aluminium, als Leichtmetalllegierung bevorzugt eine Aluminiumlegierung verwendet.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Mehrfachbauteil durch Massivumformen, insbesondere Schmieden, ausgebildet wird, wobei eine Mehrzahl von Verbindungsbauteilen durch Trennen des Mehrfachbauteils hergestellt wird. Auf diese Weise können einfach und schnell, insbesondere mit einem Werkzeughub eines Massivumform- oder Schmiedewerkzeugs, eine Mehrzahl von Verbindungsbauteilen hergestellt werden. Dabei wird unter einem Mehrfachbauteil ein Bauteil verstanden, bei welchem eine Mehrzahl von Verbindungsbauteilen – insbesondere über Materialbrücken oder -stege – miteinander verbunden sind und zunächst aus dem Massivumformprozess als ein integrales Bauteil resultieren. Aus einem solchen Mehrfachbauteil können dann einzelne Verbindungsbauteile gewonnen werden, indem das Mehrfachbauteil zerteilt oder in eine Mehrzahl von Verbindungsbauteilen getrennt wird. Besonders bevorzugt wird ein Doppelbauteil ausgebildet, welches aus zwei miteinander verbundenen Verbindungsbauteilen besteht. Diese werden anschließend zu zwei separaten Verbindungsbauteilen getrennt. Die Trennung kann durch Schneiden, insbesondere Laserstrahl- oder Wasserstrahlschneiden, Stanzen, Sägen, Brechen, Schweißen, oder in anderer geeigneter Weise erfolgen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass beim Massivumformen, insbesondere Schmieden, an dem Verbindungsbauteil eine Ausnehmung für eine Befestigungsschraube ausgeformt wird. Die Ausnehmung kann auf diese Weise besonders einfach hergestellt werden, insbesondere, indem eine entsprechend geformte Werkzeugform oder Matrize verwendet wird.
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Vorzugsweise erfolgt die Anbindung an eine der Befestigungsflächen durch Verschrauben, insbesondere mithilfe der Ausnehmung, welche von der Befestigungsfläche umgriffen ist. Die Anbindung an die andere Befestigungsfläche erfolgt bevorzugt mit einem anderen Fügeverfahren, insbesondere stoffschlüssig, beispielsweise durch Schweißen oder Löten.
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Generell ist das als Schmiedeteil oder als massiv umgeformtes Teil gefertigte Verbindungsbauteil universell für alle Fügetechniken einsetzbar, sodass es lösbar oder unlösbar, stoffschlüssig, formschlüssig, und/oder kraftschlüssig in einer Vielzahl von geeigneten Weisen befestigt werden kann. Insbesondere kann das Verbindungsbauteil durch Schweißen, Löten oder Verschrauben befestigt werden.
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Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, geschaffen wird, welches ein Verbindungsbauteil nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist, oder welches ein Verbindungsbauteil aufweist, welches gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Herstellungsverfahrens hergestellt ist. Dabei ergeben sich in Zusammenhang mit dem Fahrzeug insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verbindungsbauteil und/oder dem Verfahren erläutert wurden.
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Wie bereits angedeutet ist es möglich, dass das Verbindungsbauteil in dem Fahrzeug mit seiner ersten Befestigungsfläche an einem Achsbauteil und mit seiner zweiten Befestigungsfläche an einem Karosseriebauteil befestigt ist – oder umgekehrt –, sodass das Achsbauteil und das Karosseriebauteil vermittelt über das Verbindungsbauteil aneinander festgelegt oder miteinander verbunden sind.
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Es ist aber auch möglich, dass das Karosseriebauteil direkt auf das Achsbauteil – insbesondere auf eine Querbrücke eines als Achsbauteil ausgebildeten Lenkers – aufgesetzt wird, wobei das Verbindungsbauteil oberhalb des Karosseriebauteils angeordnet wird, wonach das Achsbauteil, insbesondere die Querbrücke, mit dem Karosseriebauteil und dem Verbindungsbauteil verschraubt wird. Es ergibt sich in diesem Fall direkt an der Verschraubungsstelle eine Verbindung zwischen dem Verbindungsbauteil, dem Karosseriebauteil und dem Achsbauteil. Daher ist es in diesem Fall nicht zwingend erforderlich, dass das Verbindungsbauteil eine zweite Befestigungsfläche aufweist, und das Verbindungsbauteil muss nicht zwingend an zwei Bauteilwandungen angebunden sein. Es ist allerdings auch in diesem Fall möglich, dass das Verbindungsbauteil zwei Befestigungsflächen aufweist, wobei diese dann bevorzugt an ein und demselben Bauteil, insbesondere an dem Karosseriebauteil, befestigt sind. Dies erhöht die Stabilität der Verbindung.
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Die Beschreibung des Verbindungsbauteils und des Fahrzeugs einerseits sowie des Verfahrens zur Herstellung des Verbindungsbauteils, das auch als Herstellungsverfahren bezeichnet wird, andererseits, sind komplementär zueinander zu verstehen. Merkmale des Verbindungsbauteils und/oder des Fahrzeugs, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Verbindungsbauteils und/oder des Fahrzeugs. Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verbindungsbauteil und/oder dem Fahrzeug erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens. Dieses zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens einen Verfahrensschritt aus, der durch wenigstens ein Merkmal eines erfindungsgemäßen oder bevorzugten Ausführungsbeispiels des Verbindungsbauteils und/oder des Fahrzeugs bedingt ist. Das Verbindungsbauteil und/oder das Fahrzeug zeichnet/zeichnen sich bevorzugt durch wenigstens ein Merkmal aus, welches durch wenigstens einen Verfahrensschritt einer erfindungsgemäßen oder bevorzugten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens bedingt ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Verbindungsbauteils in dreidimensionaler Ansicht und in Schnittansicht;
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2 eine Darstellung von als Mehrfachbauteil gefertigten Verbindungsbauteilen;
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3 eine Darstellung eines Fahrzeugs mit einem dritten Ausführungsbeispiel des Verbindungsbauteils;
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4 eine Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels des Verbindungsbauteils;
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5 eine Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels eines Verbindungsbauteils, und
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6 eine Darstellung eines sechsten Ausführungsbeispiels eines Verbindungsbauteils.
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1a) zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verbindungsbauteils 1, welches eingerichtet ist zur Anbindung eines beispielsweise in 3 dargestellten Achsbauteils 3 an ein ebenfalls in 3 dargestelltes Karosseriebauteil 5 eines Fahrzeugs 7, wobei – wieder mit Bezug auf 1a) – das Verbindungsbauteil 1 eine erste Befestigungsfläche 9 zur Befestigung an dem Achsbauteil 3 oder dem Karosseriebauteil 5 aufweist. Das Verbindungsbauteil 1 ist durch Massivumformen, vorzugsweise durch Schmieden, aus einem metallischen Rohling hergestellt.
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Es weist eine zweite Befestigungsfläche 11 auf, die quer und hier insbesondere senkrecht zu der ersten Befestigungsfläche 9 orientiert ist. Die zweite Befestigungsfläche 11 dient ebenfalls zur Befestigung an dem Achsbauteil 3 oder an dem Karosseriebauteil 5. Dabei ist es möglich, dass beide Befestigungsflächen 9, 11 an dem gleichen Bauteil, nämlich an dem Achsbauteil 3 oder an dem Karosseriebauteil 5, befestigt werden. Es ist aber auch möglich, dass beispielsweise die erste Befestigungsfläche 9 an dem Achsbauteil befestigt wird, wobei die zweite Befestigungsfläche 11 beispielsweise an dem Karosseriebauteil – oder umgekehrt – befestigt wird. Das Achsbauteil 3 und das Karosseriebauteil 5 sind dann vermittelt über das Verbindungsbauteil 1 miteinander verbunden. Bei bestimmungsgemäßer Montage des Verbindungsbauteils 1 ist die erste Befestigungsfläche 9 hier horizontal orientiert, wobei die zweite Befestigungsfläche 11 hier vertikal orientiert ist. Es ist alternativ auch möglich, dass die zweite Befestigungsfläche 11 horizontal und die erste Befestigungsfläche 9 vertikal orientiert ist.
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Das Verbindungsbauteil 1 weist vorzugsweise ein Leichtmetall oder eine Leichtmetalllegierung, insbesondere Aluminium oder Aluminiumlegierung auf, oder es besteht aus einem Leichtmetall oder einer Leichtmetalllegierung, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.
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Wie in 1b) dargestellt ist, umgibt hier die erste Befestigungsfläche 9 eine Ausnehmung 13, die eingerichtet ist zur Aufnahme einer nicht dargestellten Verbindungsschraube. Diese Ausnehmung 13 wird bevorzugt beim Massivumformen, insbesondere beim Schmieden, an dem Verbindungsbauteil 1 ausgeformt. Es ist möglich, dass in einem weiteren Schritt vor dem Fügen mit einem weiteren Bauteil ein Gewinde in die Ausnehmung 13 eingeschnitten wird. Alternativ ist es auch möglich, dass beim Fügen des Verbindungsbauteils 1 mit einem weiteren Bauteil eine selbstfurchende Schraube verwendet wird, welche sich dann ihr eigenes Gewinde in der Ausnehmung 13 schneidet.
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2 zeigt eine Darstellung eines Mehrfachbauteils 15, hier insbesondere eines Doppelbauteils, welches durch Massivumformen, vorzugsweise durch Schmieden ausgebildet ist.
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Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass jeweils auf die vorangegangenen Ausführungen verwiesen werden kann.
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Durch Trennen des Mehrfachbauteils 15, beispielsweise durch Schneiden, insbesondere durch Laserschneiden oder Wasserstrahlschneiden, Brechen, Stanzen, Schweißen, oder durch ein anderes geeignetes Trennverfahren, kann aus dem Mehrfachbauteil 15 eine Mehrzahl von Verbindungsbauteilen 1 hergestellt werden, wobei hier insbesondere aus dem als Doppelbauteil ausgebildeten Mehrfachbauteil 15 zwei Verbindungsbauteile 1 hergestellt werden können. Die sich hier ergebenden, zweiten Ausführungsbeispiele des Verbindungsbauteils 1 weisen im Unterschied zu dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel zusätzlich zu den Befestigungsflächen 9, 11 noch eine ausgehend von der ersten Befestigungsfläche 9 nach unten umgebogene Lasche 17 auf, wobei einer Rückseite der Lasche 17 gegebenenfalls als zusätzliche Befestigungsfläche 19 genutzt werden kann. Im Übrigen weisen auch diese zweiten Ausführungsbeispiele des Verbindungsbauteils 1 die Ausnehmung 13 auf, die hier allerdings – wie in 1a) – verdeckt dargestellt ist.
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3 zeigt eine Detaildarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Fahrzeugs 7, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Längsträger 21 als Karosseriebauteil 5 und einem Lenker 23 als Achsbauteil 3. Dabei ist hier – wie auch in den folgenden 4 bis 6 – das Karosseriebauteil 5 direkt auf dem Achsbauteil 3, insbesondere der Längsträger 21 direkt auf einer Querbrücke 25 des Lenkers 23, aufgesetzt, wobei das Verbindungsbauteil 1 oberhalb des Karosseriebauteils 5 angeordnet ist, und wobei das Achsbauteil 3 mit dem Karosseriebauteil 5 und dem Verbindungsbauteil 1 mittels einer Verbindungsschraube 27 verschraubt ist. Dabei greift die Verbindungsschraube 27 in die hier verdeckte Ausnehmung 13 ein. Dabei wird das Karosseriebauteil 5 gegen die erste Befestigungsfläche 9 gedrängt, wobei zugleich das Achsbauteil 3 gegen das Karosseriebauteil 5 gedrängt wird. Insbesondere sind hier die Querbrücke 25 und der Längsträger 21 mit dem Verbindungsbauteil 1 in entsprechender Weise verschraubt. Auf die zweite Befestigungsfläche 11 kann in diesem Fall verzichtet werden.
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Mit Bezug auf die 3 bis 6 zeigt sich auch, dass bevorzugt jeweils zwei Verbindungsbauteile 1 vorgesehen sind, um die Querbrücke 25 des Lenkers 23 mit dem Längsträger 21 an zwei Seiten zu verbinden.
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In 4 ist dargestellt, dass auch bei der Konfiguration der Bauteile nach 3 ein viertes Ausführungsbeispiel des Verbindungsbauteils 1 verwendet werden kann, welches zwei Befestigungsflächen, hier nämlich die erste Befestigungsfläche 9 und zusätzlich die zweite Befestigungsfläche 11 aufweist. Dies verleiht der Verbindung zwischen dem Achsbauteil 3 und dem Karosseriebauteil 5 eine besonders hohe Stabilität.
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5 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel des Verbindungsbauteils 1, wobei hier die zweite Befestigungsfläche 11 in zwei Teilflächen 11.1, 11.2 geteilt ist, die an Laschen ausgebildet sind, die sich quasi schmetterlingsflügelförmig ausgehend von einem Grundkörper 29 des Verbindungsbauteils 1, welcher die Ausnehmung 13, die hier verdeckt ist, und die erste Befestigungsfläche 9 aufweist, erstrecken.
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6 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel des Verbindungsbauteils 1. Hierbei ist ein Übergang 31 zwischen der ersten Befestigungsfläche 9 und der zweiten Befestigungsfläche 11 so ausgebildet, dass er sich in eine Biegung des Karosseriebauteils 5, hier des Längsträgers 21, einschmiegen kann, wodurch die Stabilität der Verbindung zwischen dem Achsbauteil 3, dem Karosseriebauteil 5 und dem Verbindungsbauteil 1 weiter gesteigert wird.
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Insgesamt zeigt sich, dass mit dem Verbindungsbauteil 1, dem Verfahren zu dessen Herstellung und dem Fahrzeug 7 die Möglichkeit einer einfachen und kostengünstigen Herstellung einer Achsanbindung mit Momentenabstützung an den Rohbau geschaffen ist. Dabei kann das als Schmiedeteil ausgebildete Verbindungsbauteil 1 so hergestellt werden, dass es mit den üblichen Verfahren, insbesondere auch mit Widerstandspunktschweißen, in den Rohbau gefügt werden kann. Ein solches Verbindungsbauteil 1 eignet sich selbstverständlich auch für andere Anwendungen im Fahrzeugbereich, wo hohe Momente am Rohbau abgestützt werden müssen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009019786 A1 [0002]
