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Die Erfindung betrifft einen Bauteilverbund eines Trägerelements mit einem Strukturelement eines Kraftwagenrohbaus gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Ein solcher Bauteilverbund ist in 1 in einer ausschnittsweisen Unteransicht eines Fahrzeugbodens 1 einer Kraftwagenkarosserie dargestellt. Der Fahrzeugboden 1 umfasst dabei einen in Fahrzeuglängsrichtung auf der entsprechenden Fahrzeugseite verlaufenden Seitenschweller 2, welcher an seinem hinteren Ende in ein Strukturelement 3 übergeht, an welches sich nach hinten hin ein hinterer Längsträger anschließt. Zwischen dem Seitenschweller 2 und einem Mitteltunnel 4 erstrecken sich dabei jeweilige Querträger 5. Am hinteren Ende des Mitteltunnels 4 erstreckt sich ein Trägerelement 7 in Gestalt eines sogenannten Fersenquerträgers, an welchem ein Hauptboden 6 im Bereich einer Stufe in einen Heckboden 8 im Hinterwagenbereich übergeht. Dieser Fersenquerträger 7 gemäß dem Stand der Technik ist in 2 in einer perspektivischen Unteransicht dargstellt. Insbesondere erkennbar ist dabei ein sich vertikal und in Fahrzeugquerrichtung erstreckendes Fersenblech 9, an welchem der Hauptboden 6 ansteigt und in den Heckboden 8 übergeht. Wie aus 2 erkennbar ist, ist der Fersenquerträger 7 dabei unter Vermittlung jeweiliger Flanschelemente jeweiliger seitlicher Verbindungsflansche 10 mit der Innenseite des seitlich jeweils zugeordneten Seitenschwellers 2 beziehungsweise des seitlich zugeordneten Strukturelements 3 verbunden. Demzufolge ist auch die Kraftübertragung lediglich über diese Verbindungsflansche 10 möglich.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Bauteilverbund der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem sich eine verbesserte Kraftübertragung zwischen dem Trägerelement und dem Strukturelement realisieren lässt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Bauteilverbund mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Günstige Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei dem erfindungsgemäßen Bauteilverbund ist das Trägerelement im Bereich seiner jeweiligen Stirnseite mit einem Schottelement versehen, über welches das Trägerelement mit dem quer dazu verlaufenden Strukturelement, an welches das Trägerelement mit seiner jeweiligen Stirnseite anschließt, verbunden. Demzufolge sieht der erfindungsgemäße Bauteilverbund vor, dass das sich quer an das jeweilige Strukturelement anschließende Trägerelement unter Vermittlung eines Schottelements, welches beispielsweise eine Schottwand sein kann, mit dem Strukturelement verbunden wird. Hierzu wird das Schottelement, welches im Hohlraum des vorzugsweise geschlossenen Trägerelements angeordnet ist beziehungsweise diesen verschließt, entsprechend mit dem korrespondierenden Strukturelement verbunden, an welches das das Schottelement aufnehmende Trägerelement mit seiner zugehörigen Stirnseite anschließt. Durch die Verbindung des trägerelementseitigen Schottelements mit dem schwellerseitigen Strukturelement lässt sich eine optimale Lastübertragung innerhalb des Bauteilverbunds erreichen, so dass sich insbesondere bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung oder aber bei einer statischen oder dynamischen Belastung eine verbesserte Kraftübertragung zwischen den Bauteilen, dem Trägerelement und dem Strukturelement, ergibt.
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Dabei hat es sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft gezeigt, wenn das Trägerelement als Querträger, insbesondere als Fersenquerträger, des Kraftwagenrohbaus ausgebildet ist. Gerade in diesem Bereich treten beispielsweise bei einem Pfahlaufprall der Kraftwagenkarosserie erhebliche Ablösekräfte zwischen dem Fersenquerträger und einem zugehörigen Seitenschweller auf, so dass sich die erfindungsgemäße Verbindung zwischen dem Schottelement und dem auf Seiten des Seitenschwellers angeordneten Strukturelement insbesondere anbietet.
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Dabei hat es sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft gezeigt, wenn das jeweilige Schottelement über mechanische Verbindungselemente, insbesondere Schraubverbindungselemente, mit dem seitlich zugeordneten Strukturelement verbunden ist. Die durch die Verbindungselemente, insbesondere die Schraubverbindungselemente, erzeugte Kraft wirkt dabei insbesondere in Fahrzeugquerrichtung, um einen festen Verbund zwischen dem Fersenquerträger und dem zugehörigen Seitenschweller zu erzielen.
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Einzelheiten der Erfindung ergeben sich im Zusammenhang mit dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen.
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Dabei zeigen:
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1 eine ausschnittsweise Unteransicht auf eine Kraftwagenkarosserie mit einem Bauteilverbund gemäß dem Stand der Technik;
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2 eine Perspektivansicht auf ein Trägerelement des Bauteilverbunds in Form eines Fersenquerträgers gemäß dem Stand der Technik;
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3 eine ausschnittsweise Unteransicht auf einen Fahrzeugboden eines Kraftwagenrohbaus mit einem Bauteilverbund eines Trägerelements in Form eines Fersenquerträgers und mit einem Strukturelement eines seitlich zugeordneten Seitenschwellers, wobei der Fersenquerträger im Bereich seiner jeweiligen Stirnseite mittels eines Schottelements mit dem Strukturelement des Seitenschwellers verbunden ist;
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4 eine Perspektivansicht auf den Bauteilverbund des Fersenquerträgers mit dem Strukturelement des Seitenschwellers gemäß 3, wobei das Schottelement im Bereich der Stirnseite des Fersenquerträgers unter Vermittlung jeweiliger Schraubverbindungselemente mit dem schwellerseitigen Strukturelement verbunden ist.
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Während in den 1 und 2 ein Bauteilverbund gemäß dem Stand der Technik dargestellt ist, soll im Weiteren anhand der 3 und 4 der erfindungsgemäße Gegenstand erläutert werden.
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3 zeigt dabei in einer ausschnittsweisen Unteransicht einen Fahrzeugboden 11 einer Personenkraftwagenkarosserie im Bereich eines Seitenschwellers 12, der an seinem hinteren Ende in ein seitlich zugeordnetes Strukturelement 13, welches vorliegend als Gussbauteil ausgebildet ist, übergeht. Dieses Strukturelement 13 befindet sich am hinteren Ende des Seitenschwellers 12 bzw. vor einem nicht erkennbaren hinteren, seitlich zugeordneten Radhaus und verbindet den Seitenschweller 12 mit einem ebenfalls nicht erkennbaren hinteren Längsträger, welcher innenseitig dieses Radhauses in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten verläuft. Im Bereich eines Hauptbodens 14 sind vorliegend jeweilige Querträger 15 erkennbar, welche sich zwischen dem seitlich zugehörigen Seitenschweller 12 und einem vorliegend nicht erkennbaren Mitteltunnel erstrecken. Außerdem ist ein seitlich im Abstand zwischen dem Mitteltunnel sowie im Abstand zum Seitenschweller 12 verlaufender Längsträger 16 erkennbar.
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Der Hauptboden 14 geht im Bereich eines Trägerelements 17, welcher auch als Fersenquerträger bezeichnet wird, in einen Heckboden im Hinterwagenbereich über. Dieser Fersenquerträger 17 ist in 4 in einer ausschnittsweisen Perspektivansicht von schräg vorne im Anschlussbereich an das korrespondierende Strukturelement 13 erkennbar. Insbesondere erkennbar wird dabei zunächst, dass dem Fersenquerträger 17 ein Fersenblech 24 zugeordnet ist, welches eine Stufe ausbildet, an welcher der Hauptboden 14 in den Heckboden 18 übergeht.
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Der Fersenquerträger 17 ist dabei im Bereich seiner jeweils seitlichen Stirnseite 19 an das jeweils seitlich korrespondierende und quer dazu verlaufende Strukturelement 13, welches vorliegend dem jeweiligen seitlichen Seitenschweller 12 zugeordnet ist, angeschlossen. Mit anderen Worten erstreckt sich vorliegend der Fersenquerträger 17 zwischen den jeweiligen hinteren Enden des Seitenschwellers 12 bzw. zwischen den jeweiligen Strukturelementen 13, mittels welchen die Seitenschweller 12 mit den jeweils dahinterliegenden Längsträgern verbunden sind.
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Der jeweilige Fersenquerträger 17 ist vorliegend als kastenartiges Hohlprofil aus einer Mehrzahl von Blechschalenelementen zusammengesetzt. Natürlich wären hier auch andere Profilelemente, welche umlaufend geschlossen oder teilweise offen sind, denkbar.
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Im Bereich der jeweiligen Stirnseite 19, an welcher der Fersenquerträger 17 an das zugehörige Strukturelement 13 angeschlossen ist, ist dabei ein jeweiliges Schottelement 20 in Form einer sogenannten Schottwand aus einem Bleck oder dergleichen vorgesehen, durch welche der durch das Hohlprofil des Fersenquerträgers 17 gebildete Hohlraum zumindest teilweise, vorzugsweise jedoch vollständig, verschlossen ist. Die Schottwand 20 erstreckt sich somit vorzugsweise über den kompletten Querschnitt des Fersenquerträgers 17 und verschließt diesen im Bereich nahe der jeweiligen Stirnseite 19. Die jeweilige Schottwand 20 verläuft dabei vorliegend zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Innenwand 21 des schalenartig ausgebildeten Strukturelements 13, wobei sich an die Innenwand 21 jeweils ober- und unterseitig entsprechende Schenkel 22 anschließen. Zumindest im Anschlussbereich ist das Strukturelement 13 demzufolge im Querschnitt U-förmig gestaltet. Das somit gebildete Profil kann beispielsweise durch weitere Bauelemente des Seitenschwellers 12 zu einem Träger ergänzt werden.
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Die Schottwand 20 kann vorliegend in einem Abstand zur Innenwand 21 verlaufen oder aber zumindest im Wesentlichen an dieser anliegen.
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Um nun eine Kraftübertragung bzw. Lastübertragung zwischen Fersenquerträger 17 und dem Seitenschweller 12 zu erhalten, ist der Fersenquerträger 17 im Bereich seiner zugehörigen Stirnseite 19 unter Vermittlung der jeweils seitlich zugehörigen Schottwand 20 mit dem Strukturelement 13, welches am Seitenschweller 12 angebunden ist, verbunden. Hierzu sind im vorliegenden Fall mechanische Verbindungselemente in Form von Schraubverbindungen 23 vorgesehen, welche mit einer in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) wirkenden Kraft die Schottwand 20 mit dem Strukturelement 13 verbinden. Auf diese Art und Weise wird die gewünschte optimale Kraftübertragung zwischen Seitenschweller 12 und Fersenquerträger 17 bzw. Fersenblech 24 erreicht.
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Insgesamt ist somit erkennbar, dass im vorliegenden Fall das Trägerelement 17 in Form des Fersenquerträgers im Bereich seiner jeweiligen Stirnseite 19 durch eine entsprechende Schottwand 20 verschlossen wird, wobei der Fersenquerträger 17 unter Vermittlung der jeweiligen seitlichen Schottwand 20 mit dem zugehörigen jeweiligen Strukturelement 13 verbunden wird. Dabei sei angemerkt, dass anstelle der Verbindung mit dem Strukturelement 13 der Fersenquerträger 17 bzw. deren Schottelemente 20 auch unmittelbar mit jeweiligen Teilen des Seitenschwellers 12 verbunden sein können.
