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Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung für ein Anbauteil an zumindest einem Hohlprofilträger eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Ein solches Anbauteil kann exemplarisch eine Anhängerkupplung und/oder eine Trittstufe bzw. eine Ladebordwand für ein Nutzfahrzeug sein. Derartige Anbauteile sind an den Karosserie-Längsträgern anbindbar, und zwar exemplarisch an den, in der Fahrzeugquerrichtung einander gegenüberliegenden Innenseiten der Karosserie-Längsträger. In diesem Fall kann das Anbauteil eine Querkonsole mit seitlich äußeren Blechlaschen aufweisen, die an den gegenüberliegenden Innenseiten der Karosserie-Längsträger verschraubbar sind.
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Aus der
DE 103 15 690 B4 ist eine Befestigungsvorrichtung für ein solches Anbauteil bekannt. Im montierten Zustand ist das Anbauteil mittels zumindest einer Befestigungsschraube am Hohlprofilträger (das heißt dem Karosserie-Längsträger) festgespannt. Die Befestigungsschraube ist durch Schraubendurchgangsöffnungen an gegenüberliegenden Trägerwänden des Hohlprofilträgers geführt. Zudem weist die Befestigungsvorrichtung eine Distanzbuchse auf, die als Abstandhalter innenseitig zwischen den Trägerwänden positioniert ist und von der Befestigungsschraube durchsetzt ist. Außerdem weist die Befestigungsvorrichtung Verstärkungselemente auf, die im montierten Zustand innenseitig an der jeweiligen Trägerwand des Hohlprofilträgers in Anlageverbindung sind.
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In einer gattungsgemäßen Befestigungsvorrichtung bilden die Distanzbuchse sowie die Verstärkungselemente eine bauteilsteife Vormontageeinheit. Diese wird in einem Vormontageschritt mit einem Montagespiel in den jeweiligen Längsträger eingesetzt. Anschließend werden die Befestigungsschrauben durch die längsträgerseitigen Schraubendurchgangsöffnungen sowie durch die Distanzbuchse geführt und festgespannt. Beim Festspannen der Befestigungsschrauben verformen sich die gegenüberliegenden Trägerwände des Längsträgers – unter Aufbrauch des obigen Montagespiels – bis auf Anschlag mit den Distanzbuchsen-Stirnseiten.
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Aufgrund von Bauteil- und/oder Montagetoleranzen im Hohlprofilträger oder in der bauteilsteifen Vormontageeinheit besteht die Gefahr, dass beim Aufbringen des vorgeschriebenen Anzugsmomentes es nicht zu einer spaltfreien Blockbildung des zu verschraubenden Schraubpaketes kommt. Diese spaltfreie Blockbildung ist jedoch für eine einwandfreie Schraubverbindung notwendig, um eine späteres Setzen der Schraubverbindung einem damit verbundenen Schraubenlöser zu verhindern. Dies kann den Festsitz der Befestigungsschraube beeinträchtigen. Ein einwandfreier Festsitz der Befestigungsschraube ist aber speziell beim Anbau einer Anhängevorrichtung von Relevanz, deren zulässige Anhänger-Last in einer Größenordnung von bis zu 3 Tonnen liegen kann.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Befestigungsvorrichtung für ein Anbauteil an zumindest einem Hohlprofilträger eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, das in einfacher Weise eine einwandfreie Halterung des Anbauteils am Kraftfahrzeug gewährleistet.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Die Erfindung beruht auf dem Sachverhalt, dass im Stand der Technik bei der Montage des Anbauteils am Hohlprofilträger die Gefahr einer Spaltbildung innerhalb des Schraubpaketes und somit eines Setzungsverhaltens im Betrieb besteht, wodurch der Festsitz der Befestigungsschrauben beeinträchtigt sein kann. Vor diesem Hintergrund ist gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 das zumindest eine Verstärkungselement nicht mehr bauteilsteif mit der Distanzbuchse verbunden, sondern weist vielmehr das Verstärkungselement einen Durchlasskanal auf, in dem die Distanzbuchse in einer Axialrichtung verschiebbar gelagert ist. Im montierten Zustand, das heißt bei festgespannter Befestigungsschraube, ist die im Durchlasskanal verschiebbar gelagerte Distanzbuchse bis auf Anschlag spaltfrei mit dem innenseitigen Öffnungsrandbereich der Schraubendurchgangsöffnung in der Trägerwand des Hohlprofilträgers geschoben.
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Im Unterschied zum oben angegebenen Stand der Technik ist somit die Vormontageeinheit, bestehend aus der Distanzbuchse und dem Verstärkungselement, nicht mehr bauteilsteif ausgeführt, sondern vielmehr zueinander verschiebbar ausgeführt. Auf diese Weise können Bauteil- und/oder Montagetoleranzen im Hohlprofilträger oder in der Vormontageeinheit ausgeglichen werden. Dadurch ist eine Spaltbildung innerhalb des Schraubpaketes vermeidbar.
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Die erfindungsgemäße Vormontageeinheit wird in einem Vormontageschritt mit einem Montagespiel in den jeweiligen Längsträger eingesetzt. Anschließend werden die Befestigungsschrauben durch die längsträgerseitigen Schraubendurchgangsöffnungen sowie durch die Distanzbuchse geführt. Bei noch gelöster Befestigungsschraube sind die verschiebbar gelagerten Verstärkungselemente gegebenenfalls noch bis auf Anschlag mit den gegenüberliegenden Trägerwänden verschiebbar. Die Distanzbuchse bleibt demgegenüber nach wie vor noch mit Axialspiel zwischen den beiden gegenüberliegenden Trägerwänden behaftet. Anschließend erfolgt das Festspannen der Befestigungsschraube. Beim Festspannen verformen sich die Trägerwände unter Aufbrauch des Distanzbuchsen-Axialspiels bis auf Anschlag mit dem Distanzbuchsen-Stirnseiten.
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Wie oben erwähnt, sind durch die verschiebbare Lagerung der Distanzbuchse in den Verstärkungselementen Bauteil- und/oder Montagetoleranzen ausgleichbar, ohne dass es beim Festspannen der Befestigungsschraube zu einer lokalen plastischen Verformung an den Schraubendurchgangsöffnungen der Trägerwände kommt. Vielmehr werden bei der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung die Trägerwände des Hohlprofilträger nicht lokal, sondern lediglich großflächig nach innen eingebogen bzw. elastisch verformt, wodurch es zu einer spaltfreien Blockbildung der des Schaubpaketes kommt und der Festsitz der Befestigungsschraube nicht durch ein Setzverhalten beeinträchtigt ist.
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In einer technischen Umsetzung kann die Distanzbuchse lochspielfrei, insbesondere reibschlüssig im Durchlasskanal des Verstärkungselementes gelagert sein. Bevorzugt kann die Distanzbuchse mit einem leichten Presssitz im Durchlasskanal gelagert sein, der so bemessen ist, dass die Distanzbuchse beim Montagevorgang bzw. beim Festspannen der Befestigungsschraube gegenüber dem Verstärkungselement in der Hülsen-Axialrichtung verschiebbar ist.
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Die an den Distanzbuchsen-Stirnseiten verschiebbar gelagerten Verstärkungselemente können jeweils als Winkelprofilteil realisiert sein, deren Kontur der Innenkontur des Hohlprofilträgers angepasst ist. Diese Verstärkungselemente werden vor dem Verschrauben fest mit den Hohlprofil verbunden.
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Die im Durchlasskanal des jeweiligen Verstärkungselementes verschiebbar gelagerte Distanzbuchse ist um einen Axialhubweg verschiebbar, der in der Lage ist, Bauteiltoleranzen auszugleichen und maximal nahezu der Kanallänge entsprechen kann. Die Durchlasskanal-Länge des Verstärkungselementes kann zumindest die Materialdicke des Verstärkungselementes betragen. Zur Erhöhung der Durchlasskanal-Länge kann der Durchlasskanal als ein, von einer Verstärkungselement-Grundfläche hochgezogener hohlzylindrischer Durchzug realisiert sein, der zum Beispiel in einem Tiefziehprozess im Verstärkungselement anformbar ist.
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Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
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Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 in einer Seitenansicht mit teilweisem Aufriss ein Nutzfahrzeug;
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2 eine Schnittansicht entlang der Schnittebene A-A aus der 1;
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3 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung eine Anbindungsstelle einer Anhängerkupplung am Karosserie-Längsträger;
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4 in einer weiteren perspektivischen Explosionsdarstellung eine Vormontageeinheit bestehend aus Distanzbuchsen und Verstärkungselementen, die in das Hohlprofil des Karosserielängsträgers einsetzbar ist;
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5 und 6 jeweils Ansichten, die einen Montagevorgang zur Befestigung der Anhängerkupplung veranschaulichen.
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In der 1 ist in einer Seitenansicht mit teilweisem Aufriss ein Nutzfahrzeug gezeigt. Das Nutzfahrzeug weist unterhalb eines einen Laderaum 2 begrenzenden Bodenblechs Längsträger 1 auf, an deren Heckseite eine Anhängerkupplung 3 befestigt ist. Die Anhängerkupplung 3 weist eine sich in der Fahrzeugquerrichtung y erstreckende Querkonsole 5 auf, in deren mittleren Bereich ein Ausleger 7 mit einem Kugelkopf angebunden ist. die Querkonsole 5 weist seitlich außen Blechlaschen 9 auf, die über vier Befestigungsschrauben 11 innenseitig am jeweiligen Längsträger 1 verschraubt ist.
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In der 2 ist die Schraubverbindung zwischen der Blechlasche 9 der Anhängerkupplung 5 und dem Längsträger 1 im Endmontagezustand gezeigt. Gemäß der 2 ist der Längsträger 1 im Querschnitt als ein U-förmiges, nach oben offenes Hohlprofilteil ausgeführt, und zwar mit einem Profilboden 12 sowie davon hochgezogenen Trägerwänden 13. In dem Hohlprofil des Längsträgers 1 ist eine Vormontageeinheit V eingesetzt, die in der 4 in einer Explosionsdarstellung gezeigt ist. Demzufolge weist die Vormontageeinheit V insgesamt vier Distanzbuchsen 15 sowie zwei Verstärkungselementen 17 auf. Die Distanzbuchsen 15 im montierten Zustand (2) mit ihren Stirnseiten 19 jeweils auf Anschlag (das heißt in Anlage) mit dem Öffnungsrandbereich 21 der jeweils zugewandten Schraubendurchgangsöffnung 23 der Trägerwand 13 des Längsträgers 1. Jede der Befestigungsschrauben 11 ist in der 2 durch die Schraubendurchgangsöffnungen 23 an den gegenüberliegenden Trägerwänden 13 sowie durch die Distanzbuchsen 15 geführt und über eine Mutter 25 festgespannt.
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Die Verstärkungselemente 17 sind aus einem Metallblech als Winkelprofilteile realisiert, die jeweils der Innenkontur des Längsträgers 1 konturangepasst sind. Dabei liegt in der 2 jeweils ein erster Profilschenkel 27 der Verstärkungselemente 17 auf dem Profilboden 12 des Längsträgers 1, während ein zweiter Profilschenkel 29 in Anlage mit der jeweiligen Trägerwand 13 ist. Die in der 2 gezeigten Distanzbuchsen 15 sind mit ihrem gegenüberliegenden Stirnseiten 19 jeweils durch Durchlasskanäle 31 der Verstärkungselemente 17 geführt und darin über einen Axialhubweg Δh (5) verschiebbar gelagert. Für einen ausreichend großen Axialhubweg Δh ist jeder Durchlasskanal 31 als ein von einer Verstärkungselement-Grundfläche (zum Beispiel in einem Tiefziehprozess) hochgezogener hohlzylindrischer Durchzug ausgeführt. Um eine radial spielfreie Lagerung zu gewährleisten, sind die Distanzbuchsen 15 reibschlüssig mit Presssitz im jeweiligen Durchlasskanal 31 aufgenommen.
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Nachfolgend wird anhand der 5, 6 und 2 ein Montageprozess zum Anbau der Anhängerkupplung 5 an die beiden Längsträger 1 beschrieben: Demzufolge wird vorbereitend zunächst die in der 5 in Alleinstellung gezeigte Vormontageeinheit V bestehend aus den insgesamt vier Distanzbuchsen 5 und den beiden Verstärkungselementen 17 mit Spiel in das Hohlprofil des Längsträgers 1 eingesetzt. In der 6 ist ein Vormontagezustand gezeigt, bei dem die Distanzbuchsen 15 mit einem Axialspiel a1 zwischen den beiden gegenüberliegenden Trägerwänden 13 positioniert sind. Die beiden Verstärkungselemente 17 der Vormontageeinheit V sind in der 6 innenseitig in Anlage mit den Trägerwänden 13 gebracht und stoffschlüssig mit den Trägerwänden 13 verbunden, insbesondere durch Punktschweißung. Zudem sind in der 6 die Trägerwände 13 noch unverformt. Anschließend werden gemäß der 2 die Blechlaschen 9 der Anhängerkupplung 3 an den beiden einander zugewandten Innenseiten der Längsträger 1 vorpositioniert und mittels der Befestigungsschrauben 11 festgespannt. Beim Festspannen der Befestigungsschrauben 11 verformen sich die Trägerwände 13 unter Aufbrauch der Distanzbuchsen-Axialspiele a1 bis auf Anschlag (das heißt auf Block) mit den Distanzbuchsen-Stirnseiten 19, wie es in der 2 gezeigt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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