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Die
Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosserie, insbesondere eine Kraftfahrzeugkarosserie,
mit mindestens einem sich quer zu einer Karosserie-Längsachse
erstreckenden, in sich geschlossenen Querspant.
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Eine
solche Fahrzeugkarosserie ist aus der
WO 96/12638 A1 bekannt.
Die dort offenbarte Fahrzeugkarosserie umfasst drei quer zu einer
Karosserie-Längsachse angeordnete, in sich geschlossene Querspante.
Jeder der Querspante weist ein u-förmiges Rahmenteil auf,
welches eine Dachstrebe und zwei Seitenstreben des Querspants bildet.
Die Seitenstreben des u-förmigen Rahmenteils sind über eine
zusätzliche Bodenstrebe miteinander verbunden, so dass
die genannten Streben einen insgesamt in sich geschlossenen Querspant
bilden.
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Im
Automobilbau ist es üblich, für ein Kraftfahrzeugmodell
unterschiedliche Karosserievarianten anzubieten. Dies geht mit einem
hohen Aufwand zur Konstruktion unterschiedlichster Karosserieteile und
entsprechender Werkzeuge einher.
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Hiervon
ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Fahrzeugkarosserie der eingangs genannten Art so zu verbessern,
dass sie besonders flexibel fertigbar ist.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Fahrzeugkarosserie der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, dass der mindestens eine Querspant
mindestens zwei sich quer zu der Karosserie-Längsachse
erstreckende, in sich geschlossene Spantteile umfasst, welche mittels
mindestens einer Verbindungseinrichtung miteinander verbunden sind.
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Die
erfindungsgemäße Fahrzeugkarosserie ermöglicht
eine besonders flexible Fertigung. Mindestens ein Querspant dieser
Fahrzeugkarosserie setzt sich aus mindestens zwei in sich geschlossenen
Spantteilen und mindestens einer Verbindungseinrichtung, welche
die Spantteile miteinander verbindet, zusammen. Die Spantteile bilden
jeweils für sich einen einzelnen Spant, so dass zwei Spantteile zu
einem "Doppel-Spant" zusammengesetzt sind.
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Die
Spantteile können jeweils aus nur einem Bauteil gebildet
sein. Es ist auch möglich, dass sich die Spantteile aus
verschiedenen Bauteilen zusammensetzen, beispielsweise aus einzelnen
Segmenten. Die Bauteile oder Segmente können untereinander
verbunden sein.
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Jedes
der Spantteile kann vor einer Verbindung mit einem weiteren Spantteil
mit einer jeweils zugeordneten Baugruppe gefügt werden.
Diese Baugruppen können dann zu einer Fahrzeugkarosserie zusammengesetzt
werden, indem die mit den einzelnen Baugruppen gefügten
Spantteile miteinander verbunden werden.
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Die
erfindungsgemäße Fahrzeugkarosserie hat ferner
den Vorteil, dass sie besonders stabil ist. Dies liegt daran, dass
mit Hilfe der jeweils für sich in sich geschlossenen Spantteile,
die miteinander verbunden werden, ein hochstabiler Querspant geschaffen
werden kann. Der erfindungsgemäße "Doppel-Spant"
zeichnet sich durch eine hohe Biege- und Torsionssteifigkeit aus.
Die in sich geschlossenen Spantteile sind jeweils für sich
ringförmig ausgebildet und erstrecken sich um die Karosserie-Längsachse herum.
Ein Verbund aus mindestens zwei solcher Spantteile weist eine wesentlich
höhere Stabilität auf als zwei einzelne, nicht
miteinander verbundene Spante.
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Vorzugsweise
erstrecken sich die Spantteile zumindest abschnittweise in zueinander
parallelen oder im Wesentlichen parallelen Ebenen. Hierdurch können
die Spantteile in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet
werden.
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Bevorzugt
ist es, dass sich die Spantteile entlang der Karosserie-Längsachse
gesehen zumindest abschnittsweise überlappen. Dies bedeutet, dass
eine parallel zu der Karosserie-Längsachse verlaufende
Gerade mindestens zwei Spantteile schneidet. Auf diese Weise kann
der Raumbedarf des Querspants in Fahrzeugquerrichtung und in Fahrzeughochrichtung
minimiert werden.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, wenn sich die Spantteile quer zu der Karosserie-Längsachse
gesehen zumindest abschnittsweise überlappen. Dies bedeutet,
dass eine sich quer zu der Karosserie-Längsachse erstreckende
Gerade mindestens zwei Spantteile schneidet. Auf diese Weise kann
ein Querspant geschaffen werden, dessen Raumbedarf in zu der Karosserie-Längsachse
paralleler Richtung minimiert ist.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn die Spantteile zueinander koaxial angeordnet
sind. Dies ermöglicht den Aufbau einer Fahrzeugkarosserie,
welche sym metrisch zu einer Ebene ist, die sich entlang der Karosserie-Längsachse
in bezogen auf die Schwerkraftrichtung vertikaler Richtung erstreckt.
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Bevorzugt
ist es, wenn ein erstes Spantteil mindestens eine erste Spantwand
und wenn ein zweites Spantteil mindestens eine zweite Spantwand umfasst
und wenn die mindestens eine erste Spantwand und die mindestens
eine zweite Spantwand gemeinsam ein Querspantprofil bilden. Hierdurch
kann ein besonders stabiler Querspant geschaffen werden.
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Insbesondere
ist es bevorzugt, wenn das Querspantprofil geschlossen ist. Dies
bedeutet, dass der Querspant mindestens einen rohrförmigen
Abschnitt aufweist, dessen Rohrwände durch Spantwände
verschiedener Spantteile gebildet sind. Ein solcher rohrförmiger
Abschnitt weist ein hohes Flächenträgheitsmoment
und somit eine hohe Biege- und Torsionssteifigkeit auf.
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Nach
einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist mindestens
eines der Spantteile als Blechumformteil ausgebildet. Dies ermöglicht
eine preisgünstige und einfache Herstellung eines Querspants
insbesondere im Rahmen einer Serienproduktion. Besonders gut geeignete
Werkstoffe für ein als Blechumformteil ausgebildetes Spantteil
sind Aluminium und/oder Stahl.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht
vor, dass mindestens eines der Spantteile aus einem Faserverbundkunststoff
hergestellt ist. Dies ermöglicht die Herstellung eines
hochstabilen und sehr leichten Querspants.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
sind die Spantteile entlang ihres Verlaufs gesehen relativ zueinander
unterschiedlich groß beabstandet. Hierdurch kann die lokale
Stabilität eines Querspants gezielt erhöht und der
lokale Raumbedarf eines Querspants gezielt minimiert werden. Beispielsweise
können einzelne Abschnitte der Spantteile in unmittelbarer
Nähe zueinander angeordnet werden, um den Raumbedarf des Querspants
im Bereich dieser Spantteilabschnitte zu minimieren. Ebenso ist
es möglich, einzelne Spantteilabschnitte voneinander zu
beabstanden, um die Biege- und Torsionssteifigkeit des Querspants
im Bereich dieser voneinander beabstandeten Spantteilabschnitte
zu erhöhen.
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Bevorzugt
ist es, wenn der Querspant mindestens einen Seitenabschnitt aufweist,
in welchem die Spantteile unmittelbar benachbart zueinander angeordnet
sind. In diesem Seitenabschnitt bilden die miteinander verbundenen
Spantteile eine kompakte und stabile Karosseriesäule. Dies
erhöht den Bauraum für seitlich angrenzend angeordnete
Kraftfahrzeugtüren und/oder -fenster.
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Weiterhin
ist es bevorzugt, wenn der Querspant einen bezogen auf die Schwerkraftrichtung oberen
Abschnitt aufweist, in welchem die Spantteile zueinander beabstandet
angeordnet sind. Hierdurch kann die Stabilität der Fahrzeugkarosserie
in einem Dachbereich erhöht werden. Außerdem können
die Spantteile im Bereich des oberen Abschnitts des Querspants relativ
kompakte Abmessungen aufweisen, so dass die Spantteile in diesem
Bereich nur wenig Bauhöhe beanspruchen und dementsprechend die
Kopffreiheit im Innenraum eines Fahrzeugs erhöht und/oder
die Höhe eines Fahrzeugs reduziert werden kann.
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Bevorzugt
ist es ferner, wenn der Querspant einen bezogen auf die Schwerkraftrichtung
unteren Abschnitt aufweist, in welchem die Spantteile zueinander
beabstandet angeordnet sind. Auf diese Weise kann die Stabilität
einer Bodengruppe der Fahrzeugkarosserie erhöht werden,
was insbesondere für das Seiten-Crashverhalten eines Kraftfahrzeugs
vorteilhaft ist.
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Nach
einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die
mindestens eine Verbindungseinrichtung integral mit mindestens einem
der Spantteile ausgebildet. Hierdurch kann die für die
Herstellung eines Querspants benötigte Anzahl von Bauteilen
minimiert werden.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
ist die mindestens eine Verbindungseinrichtung separat von den Spantteilen
bereitgestellt. Hierdurch ist es möglich, zunächst
Spantteile mit einer vergleichsweise einfachen Geometrie herzustellen
und diese Spantteile dann mit Hilfe der separat bereitgestellten
Verbindungseinrichtung zu verbinden.
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In
vorteilhafter Weise umfasst die mindestens eine Verbindungseinrichtung
einen ersten Verbindungsabschnitt zum Verbinden der Verbindungseinrichtung
mit einem ersten Spantteil. Hierdurch ist es möglich, das
Fügen des ersten Spantteils mit einem zweiten Spantteil
vorzubereiten. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das
zweite Spantteil Teil einer Baugruppe ist, die mit dem ersten Spantteil gefügt
werden soll.
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In
vorteilhafter Weise sind der erste Verbindungsabschnitt und das
erste Spantteil formschlüssig und/oder kraftschlüssig
miteinander verbunden. Hierdurch kann die Stabilität des
Querspants erhöht werden.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, wenn die mindestens eine Verbindungseinrichtung
einen zweiten Verbindungsabschnitt zum Verbinden der Verbindungseinrichtung
mit einem zweiten Spantteil umfasst. Hierdurch ist es möglich,
das zweite Spantteil mit der Verbindungseinrichtung zu fügen,
ohne dabei eine Verbindung zwischen der Verbindungseinrichtung und
dem ersten Spantteil zu beeinflussen.
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Bevorzugt
ist es ferner, wenn der zweite Verbindungsabschnitt und das zweite
Spantteil formschlüssig und/oder kraftschlüssig
miteinander verbunden sind, so dass ein hochstabiler Querspant hergestellt
werden kann.
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Nach
einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
dass sich der erste Verbindungsabschnitt und der zweite Verbindungsabschnitt
in einer zu der Karosserie-Längsachse parallelen oder im
Wesentlichen parallelen Richtung erstrecken. Hierdurch ist es möglich,
eine auf die Verbindungseinrichtung wirkende mechanische Belastung
gleichmäßig auf den ersten Verbindungsabschnitt
und den zweiten Verbindungsabschnitt zu verteilen.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn der erste Verbindungsabschnitt und der zweite
Verbindungsabschnitt auf einander abgewandten Seiten der Verbindungseinrichtung
angeordnet sind. Dies ermöglicht den Aufbau einer kompakten
Verbindungseinrichtung. Ferner ist es möglich, dass eine
solche Verbin dungseinrichtung nicht mehrachsig, sondern weitestgehend
eindimensional, beispielsweise auf Zug, auf Druck oder auf Schub
belastet ist.
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Nach
einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst
die mindestens eine Verbindungseinrichtung eine Klebverbindung.
Eine solche Verbindungseinrichtung ist sehr leicht und ermöglicht die
Herstellung eines hochstabilen Querspants.
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Vorteilhaft
ist es ferner, wenn die mindestens eine Verbindungseinrichtung eine
Schweißverbindung umfasst. Auf diese Weise können
insbesondere aus einem metallischen Material hergestellte Spantteile
einfach miteinander gefügt werden.
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Ferner
ist es bevorzugt, wenn die mindestens eine Verbindungseinrichtung
eine Nietverbindung umfasst. Hierdurch kann eine mechanisch hochstabile
Verbindung zwischen den Spantteilen hergestellt werden, die sich
auch für Spantteile aus nichtmetallischen Materialien eignet.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
umfasst die mindestens eine Verbindungseinrichtung eine Durchsetzfüge-Verbindung.
Diese Verbindungen sind auch unter der Bezeichnung "Clinch-Verbindung"
bekannt. Sie haben den Vorteil, dass eine Verbindung von zwei Spantteilen
hergestellt werden kann, indem die Spantteile lokal verformt werden
und miteinander einen Hinterschnitt bilden. Eine Bereitstellung
separater Verbindungselemente ist bei einer solchen Verbindung nicht
erforderlich.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn die mindestens eine Verbindungseinrichtung
eine Schraubverbindung umfasst. Mit Hilfe einer Schraubverbindung
können hohe Verbindungskräfte erzeugt werden.
Eine Schraubverbindung hat den weiteren Vorteil, dass ein beispielsweise
durch einen Unfall beschädigtes Spantteil in einfacher
Weise ausgetauscht werden kann.
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Bevorzugt
ist es, wenn die mindestens eine Schraubverbindung mindestens ein
erstes Schraubelement und mindestens ein mit dem ersten Schraubelement
verschraubtes zweites Schraubelement umfasst, wobei mindestens eines
der Schraubelemente mindestens eines der Spantteile zumindest abschnittsweise
durchsetzt. Hierdurch kann das mindestens eine Schraubelement leicht
relativ zu mindestens einem der Spantteile positioniert werden.
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Ferner
ist es bevorzugt, wenn mindestens eines der Spantteile mindestens
ein Verstärkungselement zur Befestigung und/oder Aufnahme
mindestens eines Schraubelements umfasst. Ein solches Verstärkungselement
kann auch als "Insert" bezeichnet werden. Ein solches Verstärkungselement
erleichtert die Festlegung eines Schraubelements relativ zu mindestens
einem der Spantteile.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn mittels der mindestens einen Verbindungseinrichtung
eine Spannkraft erzeugbar ist, welche die Spantteile gegeneinander
verspannt. Hierdurch kann die Stabilität des Querspants
erhöht werden. Die Spannkraft lässt sich besonders
gut mit Hilfe einer vorstehend beschriebenen Schraubverbindung erzeugen.
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Günstig
ist es ferner, wenn die Spantteile Kraftübertragungsflächen
aufweisen, welche miteinander in einem kraftschlüssigen
Eingriff stehen. Hierdurch kann ein Reibschluss zwischen den miteinander
verbundenen Spantteilen hergestellt werden, der einer Verformung
des Querspants insbesondere bei einer Schubbelastung entgegenwirkt.
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Eine
besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht
vor, dass die Kraftübertragungsflächen miteinander
in einem formschlüssigen Eingriff stehen. Hierdurch kann
die Stabilität des aus den Spantteilen zusammengesetzten
Querspants weiter erhöht werden.
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Günstig
ist es, wenn mindestens eine der Kraftübertragungsflächen
ein verzahntes Profil aufweist. Hierdurch können mit Hilfe
der Kraftübertragungsflächen besonders hohe von
einer Normalrichtung abweichende Kräfte übertragen
werden.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass
die mindestens eine Verbindungseinrichtung einen in sich geschlossenen
Verlauf aufweist. Dies bedeutet, dass sich die Verbindungseinrichtung
um die Fahrzeug-Längsachse herum innerhalb einer quer zu
dieser Achse angeordneten Ebene erstreckt. Auf diese Weise können
die einen entsprechenden Verlauf aufweisenden Spantteile entlang
ihres gesamten Verlaufs miteinander gefügt werden.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die mindestens eine Verbindungseinrichtung
bezogen auf die Karosserie-Längsachse auf einer Umfangsseite mindestens
eines der Spantteile angeordnet ist. Hierdurch kann die mindestens
eine Verbindungseinrichtung mindestens eines der Spantteile auf
dessen Umfangsseite umfassen, so dass die Verbindungseinrichtung
dazu beiträgt, die Steifigkeit des Querspants zu erhöhen.
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Die
Verbindungseinrichtung kann insbesondere auf einer äußeren
Umfangsseite mindestens eines der Spantteile angeordnet sein. Hierdurch
ist es möglich, das mindestens eine Spantteil mit Hilfe
der Verbindungseinrichtung vor mechanischen Einflüssen
zu schützen.
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In
vorteilhafter Weise umfasst die mindestens eine Verbindungseinrichtung
mindestens ein Positionierelement zur Positionierung mindestens
eines der Spantteile relativ zu der Verbindungseinrichtung. Ein
solches Positionierelement kann beispielsweise eine Anlagefläche
umfassen, an welche zumindest ein Abschnitt mindestens eines der
Spantteile angelegt wird, um die Montage des Querspants zu erleichtern.
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In
vorteilhafter Weise umfasst die mindestens eine Verbindungseinrichtung
mindestens eine Verriegelungseinrichtung, mittels welcher die Spantteile
relativ zueinander verriegelbar sind. Auch hierdurch kann ein stabiler
Verbund aus mehreren Spantteilen geschaffen werden.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn die mindestens eine Verriegelungseinrichtung
mindestens ein Verriegelungselement umfasst, welches aus einer Ruhelage,
in welcher die Spantteile voneinander gelöst sind, in eine
Arbeitslage, in welcher die Spantteile miteinander verriegelt sind, überführbar
ist. Somit können die Spantteile leicht miteinander gefügt und
wieder voneinander getrennt werden.
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Insbesondere
ist es bevorzugt, wenn die Verriegelungseinrichtung zur Überführung
des Verriegelungselements aus der Ruhelage in die Arbeitslage eine Antriebseinrichtung
umfasst. Dies erleichtert die Handhabung der Verriegelungseinrichtung.
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Ferner
ist es bevorzugt, wenn die Antriebseinrichtung als Drehantrieb ausgebildet
ist. Dies ermöglicht es, den Verriegelungszustand der Verriegelungseinrichtung
mit Hilfe eines kompakten und leicht automatisierbaren Drehantriebs
einzustellen.
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Günstig
ist es, wenn das Verriegelungselement in seiner Arbeitslage mindestens
eines der Spantteile zumindest abschnittsweise hintergreift. Ein
solches Verriegelungselement kann beispielsweise als Exzenterhebel
ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass beim Fügen
der Spantteile miteinander nur geringe Fügekräfte
erforderlich sind, wobei jedoch die zwischen den Spantteilen wirkenden
Verbindungskräfte um ein Vielfaches höher sein
können.
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In
vorteilhafter Weise ist das mindestens eine Verriegelungselement
an mindestens einem der Spantteile gelagert. Dies erleichtert die
Relativpositionierung des Verriegelungselements relativ zu den Spantteilen
und/oder eine Relativpositionierung der Spantteile relativ zueinander.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Fahrzeugkarosserie mindestens einen
Längsspant und mindestens eine Befestigungseinrichtung
zur Befestigung des mindestens einen Längsspants an dem mindestens
einen Querspant umfasst. Hierdurch kann ein hochfester Verbund aus
mindestens einem Querspant und mindestens einem Längsspant
geschaffen werden. Eine solche Fahrzeugkarosserie zeichnet sich
durch eine hohe Stabilität, durch einen niedrigen Materialeinsatz
und durch ein geringes Gewicht aus.
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Günstig
ist es, wenn die mindestens eine Befestigungseinrichtung mindestens
einen Befestigungsabschnitt zur Befestigung an mindestens einem
der Spantteile umfasst. Dies erleichtert die Relativpositionierung
der Befestigungseinrichtung relativ zu dem Querspant.
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Günstig
ist es, wenn der mindestens eine Befestigungsabschnitt zwischen
zwei Spantteilen angeordnet ist. Hierdurch kann eine besonders kompakte Befestigungseinrichtung
geschaffen werden.
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Bevorzugt
ist es ferner, wenn die Befestigungseinrichtung mindestens zwei
Befestigungsabschnitte umfasst, die auf einander abgewandten Seiten
der Spantteile angeordnet sind. Hierdurch kann die Befestigungseinrichtung
in besonders zuverlässiger Weise an dem Querspant festgelegt
werden.
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Weiterhin
ist es bevorzugt, wenn die mindestens eine Befestigungseinrichtung
und die mindestens eine Verbindungseinrichtung miteinander verbunden
sind. Dies erleichtert das Fügen der Spantteile und die
Befestigung eines Längsspants an den miteinander gefügten
oder miteinander zu fügenden Spantteile.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn die mindestens eine Befestigungseinrichtung
und die mindestens eine Verbindungseinrichtung miteinander einstückig
ausgebildet sind. Hierdurch kann die Anzahl der zur Herstellung
der Fahrzeugkarosserie benötigten Bauteile reduziert werden.
Außerdem verringert sich der Raumbedarf gegenüber
separat bereitgestellten Befestigungseinrichtungen und Verbindungseinrichtungen.
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Vorzugsweise
umfasst die Befestigungseinrichtung mindestens einen Anschlussabschnitt
zum Anschluss mindestens eines Längsspants oder Längsspantabschnitts.
Dies erleichtert die zuverlässige Fixierung eines Längsspants
oder Längsspantabschnitts an der Befestigungseinrichtung.
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Günstig
ist es ferner, wenn der Anschlussabschnitt eine Anschlussachse vorgibt,
die sich in einer zu der Karosserie-Längsachse parallelen
oder im Wesentlichen parallelen Richtung erstreckt. Dies erleichtert
die Festlegung eines sich in zu der Karosserie-Längsachse
parallelen oder im Wesentlichen parallelen Richtung erstreckenden
Längsspants an der Befestigungseinrichtung.
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Ferner
ist es bevorzugt, wenn die Befestigungseinrichtung mindestens zwei
Anschlussabschnitte zum Anschluss von jeweils mindestens einem Längsspant
oder Längsspantabschnitt umfasst. Hierdurch kann eine besonders
kompakte Anordnung geschaffen werden.
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Vorteilhaft
ist es ferner, wenn die mindestens zwei Anschlussabschnitte zwei
zueinander parallele Anschlussachsen vorgeben. Dies hat den Vorteil, dass
zwei Längsspante oder Längsspantabschnitte bei
einem nur geringen Raumbedarf in einfacher Weise mit der Befestigungseinrichtung
verbunden werden können.
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Eine
besonders kompakte Anordnung kann geschaffen werden, wenn die mindestens
zwei Anschlussachsen miteinander fluchten.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht
vor, dass die Lage eines ersten Spantteils relativ zu einem zweiten
Spantteil mittels der mindestens einen Verbindungseinrichtung einstellbar
ist. Eine solche Verbindungseinrichtung kann beispielsweise eine
Schraubverbindung umfassen, die die Einstellung eines Abstands der
Spantteile entlang einer Schraubachse oder in Richtungen quer hierzu
erlaubt.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug,
mit einer vorstehend beschriebenen Fahrzeugkarosserie.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden
Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1:
eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkarosserie;
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2:
eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkarosserie;
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3 eine
perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines
Querspants;
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4:
eine Explosionsdarstellung des Querspants gemäß 3;
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5:
eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels
eines mit zwei Abschnitten eines Längsspants verbundenen
Querspants;
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6:
eine Explosionsdarstellung des mit zwei Abschnitten eines Längsspants
verbundenen Querspants gemäß 5;
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7:
eine Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines
Querspants;
-
8:
einen in 7 mit VIII bezeichneten Ausschnitt
in vergrößerter Darstellung;
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9:
eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels
eines mit zwei Abschnitten eines Längsspants verbundenen
Querspants;
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10:
eine perspektivische Ansicht des mit zwei Abschnitten eines Längsspants
verbundenen Querspants gemäß 9 aus
einer in 9 mit X bezeichneten Richtung;
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11:
eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels
eines Querspants mit einer Verbindungseinrichtung zum Verbinden
von zwei Spantteilen des Querspants;
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12:
eine Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines
Querspants und von zwei mit dem Querspant verbundenen Längsspanten;
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13:
eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels
eines mit einem Längsspant verbundenen Querspants;
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14:
eine Explosionsdarstellung des mit einem Längsspant verbundenen
Querspants gemäß 13; und
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15:
eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels
eines mit einem Längsspant verbundenen Querspants.
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Gleiche
oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren
mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Eine
erste Ausführungsform einer Fahrzeugkarosserie in Form
einer Kraftfahrzeugkarosserie 10 ist in 1 dargestellt.
Die Kraftfahrzeugkarosserie 10 erstreckt sich entlang einer
Karosserie-Längsachse 12 zwischen einem vorderen
Karosserieende 14 und einem hinteren Karosserieende 16.
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Die
Kraftfahrzeugkarosserie 10 umfasst eine insgesamt mit 18 bezeichnete
Bodengruppe. Die Bodengruppe 18 umfasst zwei Längsspante 20 in
Form fahrzeuginnenseitig angeordneter Längsträger 22. Die
Längsträger 22 erstrecken sich von dem
vorderen Karosserieende 14 bis hin zu dem hinteren Karosserieende 16.
Die Längsträger 22 weisen in einem fahrzeugmittigen
Bereich (ohne Bezugszeichen) einen geradlinigen, zu der Karosserie-Längsachse 12 parallelen
Verlauf auf. Die Längsträger 22 sind
im Bereich ihrer dem vorderen Karosserieende 14 und dem hinteren
Karosserieende 16 zugewandten Enden gekrümmt und
relativ zu der Karosserie-Längsachse 12 geneigt.
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Die
Längsträger 22 sind mehrteilig. Sie umfassen
jeweils einen vorderen Abschnitt 24, der sich von dem vorderen
Karosserieende 14 bis hin zu einer fahrzeugmittigen Ebene 26 erstreckt.
Die Ebene 26 erstreckt sich quer und insbesondere senkrecht
zu der Karosserie-Längsachse 12. Die Ebene 26 verläuft
in einer bezogen auf eine Schwerkraftrichtung 28 vertikalen
Richtung. Die Längsträger 22 weisen ferner
jeweils einen hinteren Abschnitt 30 auf, der sich von der
Ebene 26 bis zu dem hinteren Karosserieende 16 erstreckt.
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Die
Längsträger 22 sind symmetrisch zu der Fahrzeuglängsachse 12 angeordnet.
Die Längsträger 22 sind über
einen vorderen Querträger 32, über einen
hinteren, fahrzeuginnenseitigen Querträger 34 und über
einen hinteren, fahrzeugaußenseitigen Querträger 36 miteinander
verbunden.
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Die
Bodengruppe 18 umfasst ferner zwei fahrzeugaußenseitig
angeordnete Längsspante 38, die sich parallel
zu der Karosserie-Längsachse 12 erstrecken. Die
Längsspante 38 sind als mehrteilige Längsträger 40 ausgebildet.
Die Längsträger 40 weisen jeweils einen
vorderen Abschnitt 42 auf, dessen vorderes Ende in etwa
auf Höhe des vorderen Querträgers 32 angeordnet
ist. Die rückwärtigen Enden der vorderen Abschnitte 42 der
Längsträger 40 sind zu der Ebene 26 benachbart.
Die Längsträger 40 weisen ferner jeweils
einen hinteren Abschnitt 42 auf, der sich von einem zu
der Ebene 26 benachbarten Bereich bis zu einem hinteren
Ende (ohne Bezugszeichen) erstreckt, welches entlang der Karosserie-Längsachse 12 gesehen
in etwa auf Höhe des fahrzeuginnenseitigen hinteren Querträgers 34 angeordnet
ist.
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Die
Kraftfahrzeugkarosserie 10 umfasst ferner zwei dachseitig
angeordnete, sich zwischen dem vorderen Karosserieende 14 und
dem hinteren Karosserie ende 16 erstreckende Längsspante 46.
Die Längsspante 46 sind jeweils als Dachholm 48 ausgebildet.
Die Dachholme 48 sind rohrförmig und im Querschnitt
kreisförmig. Jeder Dachholm weist einen vorderen Abschnitt 50 auf,
der sich von dem vorderen Karosserieende 14 bis benachbart
zu der Ebene 26 erstreckt. Ferner weist jeder Dachholm 48 einen
hinteren Abschnitt 52 auf, der sich von einem zu der Ebene 26 benachbarten
Bereich bis hin zu dem hinteren Karosserieende 16 erstreckt.
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Die
Kraftfahrzeugkarosserie 10 weist insgesamt drei sich quer
zu der Karosserie-Längsachse 12 erstreckende Querspante
auf. Im Bereich des vorderen Karosserieendes 14 ist ein
vorderer Querspant 54 angeordnet, der sich in einer Ebene
(ohne Bezugszeichen) erstreckt, welche bezogen auf die Schwerkraftrichtung 28 von
unten nach oben in Fahrtrichtung nach vorn geneigt ist.
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Entlang
der Karosserie-Längsachse 12 gesehen ist in einem
karosseriemittigen Bereich ein mittiger Querspant 56 angeordnet.
Der mittige Querspant umfasst ein erstes, vorderes Spantteil 57 und ein
zweites, rückwärtiges Spantteil 58. Die
Spantteile 57 und 58 weisen jeweils einen in sich
geschlossen Verlauf auf. Die Spantteile 57 und 58 sind
auf einander abgewandten Seiten der Ebene 26 angeordnet.
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Die
Kraftfahrzeugkarosserie 10 weist ferner einen hinteren
Querspant 60 auf, der im Bereich des hinteren Karosserieendes 16 angeordnet
ist.
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Die
Querspante 54, 56 und 60 sind jeweils
in sich geschlossen. Die Querspante 54, 56 und 60 weisen
jeweils einen der Bodengruppe 18 zugewandten unteren Abschnitt 62 auf,
welcher bezogen auf die Schwerkraftrichtung 28 in horizon taler
Richtung verläuft. Die Querspante 54, 56 und 60 weisen
ferner jeweils zwei zueinander in etwa parallel angeordnete Seitenabschnitte 64 auf,
die den unteren Abschnitt 62 mit einem sich senkrecht zu
der Karosserie-Längsachse 12 erstreckenden, oberen
Abschnitt 66 verbinden, welcher bezogen auf die Schwerkraftrichtung 28 in
horizontaler Richtung verläuft.
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Die
Querspante 54, 56 und 60 weisen jeweils mindestens
eine bodenseitige Befestigungseinrichtung 68 zur Befestigung
mindestens eines bodenseitig angeordneten Längsspants 20, 38 auf.
Die Befestigungseinrichtungen 68 des vorderen Querspants 54 und
des mittigen Querspants 56 weisen an den fahrzeugäußeren
Enden ihres unteren Abschnitts 62 jeweils einen sich nach
unten erstreckenden Materialvorsprung 70 auf, der in einen
zwischen einem außenseitigen Längsträger 40 und
einem innenseitigen Längsträger 22 gebildeten
Zwischenraum greift.
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Der
hintere Querspant 60 weist einen sich parallel zu dem unteren
Abschnitt 62 erstreckenden Befestigungsabschnitt 72 auf,
der mit dem fahrzeugaußenseitigen hinteren Querträger 36 der
Bodengruppe 18 verbunden ist.
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Die
Querspante 54, 56 und 60 weisen jeweils zur
Befestigung eines Längsspants 46 eine dachseitige
Befestigungseinrichtung 74 auf. Die Befestigungseinrichtungen 74 sind
beispielsweise in Form einer Längsspantaufnahme 76 ausgebildet,
in welche jeweils ein Abschnitt eines Dachholms 48 eingelegt
werden kann.
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Eine
in 2 dargestellte zweite Ausführungsform
einer Kraftfahrzeugkarosserie 10 weist einen Aufbau auf,
der im Wesentlichen dem Aufbau der vorstehend beschriebenen ersten
Ausführungsform entspricht. Insofern wird auf die vorstehende
Beschreibung Bezug genommen. Die in der 2 dargestellte
zweite Ausführungsform weist im Unterschied zu der ersten
Ausführungsform einen zusätzlichen Querspant 78 auf.
Der Querspant 78 ist zwischen dem mittigen Querspant 56 und
dem hinteren Querspant 60 angeordnet.
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Der
Querspant 78 erstreckt sich quer zu der Karosserie-Längsachse 12 entlang
einer Ebene 80, die gegenüber der Schwerkraftrichtung 28 von
unten nach oben gesehen in Richtung auf das hintere Karosserieende 16 geneigt
ist.
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Der
Querspant 78 weist ebenfalls einen unteren Abschnitt 62,
zwei Seitenabschnitte 64 sowie einen oberen Abschnitt 66 auf.
Der obere Abschnitt 66 ist entlang der Karosserie-Längsachse 12 gesehen
in etwa auf Höhe eines Hinterrads 82 eines in 2 nicht
weiter dargestellten Kraftfahrzeugs angeordnet.
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Der
vordere Querspant 54 erstreckt sich von einem unteren Abschnitt 62 ausgehend über
Seitenabschnitte 64 in Richtung auf das vordere Karosserieende 14 bis
hin zu einem oberen Abschnitt 66. Der obere Abschnitt 66 ist
entlang der Karosserie-Längsachse 12 gesehen gegenüber
einem Vorderrad 84 des in 2 nicht
weiter dargestellten Kraftfahrzeugs leicht zurückversetzt
angeordnet.
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Im
Folgenden werden unter Bezugnahme auf 3 bis 15 Ausführungsbeispiele
des mittigen Querspants 56 der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
der Kraftfahrzeugkarosserie 10 näher erläutert.
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Ein
in den 3 und 4 dargestelltes Ausführungsbeispiel
eines Querspants 56 weist ein erstes Spantteil 57 und
ein zweites Spantteil 58 auf. Das Spantteil 57 erstreckt
sich in einer Ebene 86, die quer und insbesondere senkrecht
zu der Karosserie-Längsachse 12 verläuft.
Das Spantteil 58 erstreckt sich in einer Ebene 88,
die quer und insbesondere senkrecht zu der Karosserie-Längsachse 12 verläuft.
Die Ebenen 86 und 88 sind zueinander parallel
und voneinander beabstandet.
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Der
Querspant 56 weist eine insgesamt mit 90 bezeichnete
Verbindungseinrichtung auf. Diese erstreckt sich in einer Ebene 92.
Die Ebene 92 ist parallel zu mindestens einer der Ebenen 86 und 88.
Die Ebene 92 verläuft zwischen den Ebenen 86 und 88.
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Die
Spantteile 57 und 58 setzen sich jeweils aus einer
Mehrzahl von Spantteilsegmenten 94 zusammen. 3 zeigt
obere Abschnitte von Seitensegmenten 96, sich hieran jeweils
anschließende obere Ecksegmente 98 und sich an
diese jeweils anschließende Abschnitte oberer Segmente 100.
In 4 sind untere Ecksegmente 102 und sich
hieran jeweils anschließende untere Segmente 104 der Spantteile 57 und 58 jeweils
abschnittsweise dargestellt.
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Die
Verbindungseinrichtung 90 weist eine Mehrzahl von Verbindungseinrichtungselementen 106 auf.
In 3 sind ein oberer Abschnitt eines Seitenelements 108,
ein sich hieran anschließendes oberes Eckelement 110 sowie
ein Abschnitt eines sich hieran anschließenden oberen Elements 112 dargestellt.
In 4 sind ein unteres Eckelement 114 sowie
ein sich hieran anschließendes unteres Element 116 jeweils
abschnittsweise dargestellt.
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Die
Spantteilsegmente 94 jedes Spantteils 57 und 58 ergänzen
sich jeweils zu einem in sich geschlossenen, ringförmigen
Verlauf um die Karosserie-Längsachse 12 herum.
Die Verbindungseinrichtungselemente 106 der Verbindungseinrichtung 90 ergänzen
sich ebenfalls zu einem in sich geschlossenen, ringförmigen
Verlauf um die Karosserie-Längsachse 12 herum.
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Die
Verbindungseinrichtung 90 weist ein ringförmiges
Band 118 auf, das sich um die Karosserie-Längsachse 12 erstreckt.
Das Band 118 kann beispielsweise aus einem metallischen
Material, insbesondere aus einem Metallblech, gebildet sein. Das Band 118 weist
eine den Spantteilen 57 und 58 abgewandte Außenseite 120 auf.
Das Band 118 weist ferner eine den Spantteilen 57 und 58 zugewandte
Innenseite 122 auf.
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Die
Spantteile 57 und 58 sind massiv ausgebildet und
beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. Die Spantteile 57 und 58 weisen
eine der Innenseite 122 des Bands 118 der Verbindungseinrichtung 90 zugewandte äußere
Umfangsseite 124 auf.
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Die
Verbindungseinrichtung 90 weist ein Positionierelement 126 auf.
Das Positionierelement 126 erstreckt sich von der Innenseite 122 des
Bands 118 ausgehend in Richtung auf die Karosserie-Längsachse 12.
Das Positionierelement 126 ist schwertförmig ausgebildet.
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Die
Verbindungseinrichtung 90 weist einen ersten Verbindungsabschnitt 128 zur
Verbindung der Verbindungseinrichtung 90 mit dem Spantteil 57 auf. Die
Verbindungseinrichtung 90 weist ferner einen zweiten Verbindungsabschnitt 130 zur
Verbindung der Verbindungseinrichtung 90 mit dem Spantteil 58 auf.
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Die
Verbindungsabschnitte 128 und 130 erstrecken sich
in Ebenen, die quer und insbesondere senkrecht zu der Karosserie-Längsachse 12 angeordnet
sind.
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Die
Verbindungsabschnitte 128 und 130 sind schwertförmig
ausgebildet. Die Verbindungsabschnitte sind auf einander abgewandten
Seiten des Positionierelements 126 angeordnet. Die Verbindungsabschnitte 128 und 130 weisen
eine geringere Bauhöhe auf als das Positionierelement 126.
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Die
Spantteile 57 und 58 sind zueinander benachbart
angeordnet. Zwischen zueinander benachbarten Spantteilsegmenten 94 der
Spantteile 57 und 58 ist ein insgesamt ringförmiger
Spalt 132 ausgebildet. Der Spalt 132 dient zur
Aufnahme des Positionierelements 126. Auf diese Weise können
die Spantteile 57 und 58 relativ zu der Verbindungseinrichtung 90 positioniert
werden. Hierbei liegen die äußeren Umfangsseiten 124 der
Spantteile 57 und 58 an der Innenseite 122 des
Bands 118 der Verbindungseinrichtung 90 an. In
diesem Zustand taucht der erste Verbindungsabschnitt 128 in
eine in dem Vollmaterial des Spantteils 57 ausgebildete,
schlitzförmige Aufnahme 134. Der zweite Verbindungsabschnitt 130 taucht
in eine in dem Vollmaterial des Spantteils 58 ausgebildete,
schlitzförmige Aufnahme 136.
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Mit
Hilfe der Verbindungsabschnitte 128 und 130 sowie
mit Hilfe der Aufnahmen 134 und 136 kann eine
in Richtungen parallel zu der Karosserie-Längsachse 12 formschlüssige
Verbindung zwischen der Verbindungseinrichtung 90 und den
Spantteilen 57 und 58 hergestellt werden. Um die
Verbindungseinrichtung 90 in bezogen auf die Karosserie-Längsachse 12 radialer
Richtung an den Spantteilen 57 und 58 zu sichern,
umfasst die Verbindungseinrichtung 90 in 3 dargestellte
Nietverbindungen 138. Diese durchdringen das Band 118 der
Verbindungseinrichtung 90 und sind in dem Vollmaterial
der Spantteile 57 und 58 verankert.
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Unter
Bezugnahme auf 5 und 6 wird im
Folgenden ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Querspants 56 beschrieben.
Der in 5 dargestellte Querspant 56 weist zwei
Spantteile 57 und 58 auf, die in den 5 und 6 nur
abschnittsweise dargestellt sind und in sich geschlossen sind. Die Spantteile 57 und 58 erstrecken
sich in jeweils zugeordneten Ebenen 86 und 88,
die quer und insbesondere senkrecht zu der Karosserie-Längsachse 12 angeordnet
sind. Die Ebenen 86 und 88 sind zueinander parallel.
Die Spantteile 57 und 58 sind unmittelbar benachbart
zueinander angeordnet.
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Die
Spantteile 57 und 58 setzen sich aus einzelnen
Spantteilsegmenten zusammen, von denen in 5 Seitensegmente 96,
obere Ecksegmente 98 und obere Segmente 100 dargestellt
sind. Die Ecksegmente 98 weisen einen zentralen Abschnitt 140 auf,
der in Richtung auf die Karosserie-Längsachse 12 ausgewölbt
ist. Auf diese Weise entsteht benachbart einer äußeren
Umfangsseite 124 der Spanteile 57 und 58 im
Bereich des Abschnitts 140 ein Raum zur Anordnung eines
Längsspants 46, der sich parallel oder im Wesentlichen
parallel zu der Karosserie-Längsachse 12 erstreckt.
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Die
Spantteile 57 und 58 sind über eine Mehrzahl
von Schraubverbindungen 142 miteinander verbunden. Diese
Schraubverbindungen 142 bilden eine Verbindungseinrichtung 90.
Die Schraubverbindungen 142 erstrecken sich entlang jeweils
zugeordneter Schraubachsen 144. Die Schraubachsen 144 sind
zumindest annähernd parallel zu der Karosserie-Längsachse 12 ausgerichtet.
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Der
in den 5 und 6 dargestellte Querspant 56 weist
eine in 6 mit 146 bezeichnete
Befestigungseinrichtung zur Befestigung des Längsspants 46 an
dem Querspant 56 auf. Die Befestigungseinrichtung 146 weist
blattförmige Befestigungsabschnitte 148 und 150 auf.
Die Befestigungsabschnitte 148 und 150 ergänzen
sich zu einem sichelförmigen Verlauf. Die Befestigungsabschnitte 148 und 150 sind
in einer Ebene 152 angeordnet, die zwischen den Ebenen 86 und 88 und
hierzu parallel verläuft.
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Die
Befestigungseinrichtung 146 weist zwei auf einander gegenüberliegenden
Seiten der Befestigungsabschnitte 148 und 150 angeordnete
Anschlussabschnitte 154 und 156 auf. Die Anschlussabschnitte 154 und 156 sind
zylindrisch. Der Anschlussabschnitt 154 definiert eine
Anschlussachse 158; der Anschlussabschnitt 156 definiert
eine Anschlussachse 160. Die Anschlussachsen 158 und 160 fluchten
miteinander. Die Anschlussachsen 158 und 160 verlaufen
senkrecht zu der Ebene 152.
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Der
Längsspant 46 weist einen vorderen Abschnitt 50 und
einen hinteren Abschnitt 52 auf. Die Abschnitte 50 und 52 sind
rohrförmig. Der vordere Abschnitt 50 kann an der
Befestigungseinrichtung 146 festgelegt werden, indem er
entlang der Anschlussachse 158 ausgerichtet und auf den
Anschlussabschnitt 154 aufgesteckt wird. Der hintere Abschnitt 52 kann
in entsprechender Weise mit dem Anschlussabschnitt 156 verbunden
werden.
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Die
Befestigungsabschnitte 148 und 150 weisen eine
Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen 162 auf, die
von den Schraubachsen 144 durchsetzt sind. Die Durchtrittsöffnungen 162 ermöglichen
einen Formschluss mit in den 5 und 6 nicht
weiter dargestellten Schraubelementen der Schraubverbindungen 142.
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Mit
Hilfe der Schraubverbindungen 142 kann eine Spannkraft
erzeugt werden, welche die Spantteile 57 und 58 gegeneinander
verspannt. Auf diese Weise können die Befestigungsabschnitte 148 und 150 zwischen
einander zugewandten Innenflächen 164 und 166 der
Spantteile 57 bzw. 58 eingeklemmt werden. Hierdurch
ist die Befestigungseinrichtung 146 kraftschlüssig
mit dem Querspant 56 verbunden. Hierbei bilden die einander
zugewandten Innenflächen 164 und 166 der
Spantteile 57 bzw. 58 Kraftübertragungsflächen.
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Der
detaillierte Aufbau einer vorstehend genannten Schraubverbindung 142 und
eine mögliche Ausgestaltung der vorstehend genannten Kraftübertragungsflächen
wird im Folgenden unter Bezugnahme auf ein in den 7 und 8 dargestelltes
Ausführungsbeispiel eines Querspants 56 beschrieben.
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Der
Querspant 56 gemäß 7 und 8 weist
zwei Spantteile 57 und 58 auf, die mittels einer als
Schraubverbindung 142 ausgebildeten Verbindungseinrichtung 90 miteinander
verbunden sind. Unter Bezugnahme auf 8 weist
die Schraubverbindung 142 ein erstes Schraubelement 168 auf,
das mit einem zweiten Schraubelement 170 verschraubbar
ist. Das erste Schraubelement 168 weist einen Verankerungsabschnitt 172 zur
Verbindung mit dem Spantteil 58 auf. Der Verankerungsabschnitt 172 ist mit
einem Gewindeabschnitt 174 verbunden. Der Gewindeabschnitt 174 erstreckt
sich entlang einer Schraubachse 144.
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In
dem Spantteil 57 ist eine sich entlang der Schraubachse 144 erstreckende
Aussparung 176 vorgesehen. Die Aussparung 176 mündet
auf der dem Spantteil 58 abgewandten Seite des Spantteils 57 an
einem Verstärkungselement 178, das auch als "Insert"
bezeichnet werden kann. Das Verstärkungselement 178 dient
als Gegenlager für das als Schraubmutter ausgebildete zweite
Schraubelement 170.
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Die
Spantteile 57 und 58 weisen auf ihren einander
zugewandten Innenflächen 164 und 166 Kraftübertragungsflächen 180 auf.
Diese weisen ein verzahntes Profil auf. Die einander zugewandten Kraftübertragungsflächen 180 weisen
ein zueinander komplementäres Zahnprofil auf.
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Um
die in den 7 und 8 dargestellten Spantteile 57 und 58 miteinander
zu verbinden, werden die Spantteile 57 und 58 so
zueinander positioniert, dass der Gewindeabschnitt 174 des
ersten Schraubelements 168 die Aussparung 176 des Spantteils 57 durchsetzt.
Ein über das Verstärkungselement 178 hervorstehender
Abschnitt des Gewindeabschnitts 174 kann dann mit dem zweiten Schraubelement 170 verschraubt
werden. Auf diese Weise kann eine entlang der Schraubachse 144 wirkende
Spannkraft erzeugt werden, welche die Kraftübertragungsflächen 180 gegeneinander
drückt und somit die Spantteile 57 und 58 gegeneinander
verspannt. Durch das verzahnte Profil der Kraftübertragungsflächen 180 kann
in diesen Bereichen ein Formschluss hergestellt werden, mittels
welchem die Spantteile 57 und 58 besonders zuverlässig
aneinander gesichert sind.
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Im
Folgenden wird unter Bezug auf 9 und 10 ein
Ausführungsbeispiel eines Querspants 56 beschrieben,
welcher eine mehrteilige Befestigungseinrichtung 146 umfasst.
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Der
in den 9 und 10 dargestellte Querspant 56 weist
zwei parallel zueinander angeordnete Spantteile 57 und 58 auf,
die über als Schraubverbindungen 142 ausgebildete
Verbindungseinrichtungen 90 miteinander verbunden sind.
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Die
Befestigungseinrichtung 146 des Querspants 56 weist
zwei voneinander separate, u-förmige Befestigungsabschnitte 148 und 150 auf.
Die Befestigungsabschnitte 148 und 150 sind jeweils
auf Höhe eines Ecksegments 98 jeweils eines Spantteils 57 bzw. 58 angeordnet.
Die Befestigungsabschnitte 148 und 150 umgreifen
die zueinander benachbarten Ecksegmente 98 der Spantteile 57 und 58.
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Jeder
Befestigungsabschnitt 148, 150 weist einen zugeordneten
Anschlussabschnitt 154, 156 zur Verbindung mit
einem Abschnitt 50 bzw. 52 eines Längsspants 46 auf.
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Die
Befestigungsabschnitte 148 und 150 und die Spantteile 57 und 58 sind
entlang jeweils einer Schraubachse 144 von einem ersten
Schraubelement 168 einer Schraubverbindung 142 durchsetzt. Durch
Verschrauben des ersten Schraubelements 168 mit einem zweiten
Schraubelement 170 werden die Spantteile 57 und 58 gegeneinander
verspannt. Gleichzeitig wird der Befestigungsabschnitt 148 gegen
das Spantteil 57 gedrückt und wird der Befestigungsabschnitt 150 gegen
das Spantteil 58 gedrückt. Mit Hilfe der Schraub verbindung 142 wird
also gleichzeitig eine Verbindung der Spantteile 57 und 58 untereinander
und eine Verbindung der Befestigungseinrichtung 146 mit
den Spantteilen 57 und 58 hergestellt.
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Unter
weiterer Bezugnahme auf 11 wird ein
Ausführungsbeispiel eines Querspants 56 beschrieben,
dessen Spantteile 57 und 58 mittels einer Verbindungseinrichtung 90 verbunden
sind, die in Form einer Verriegelungseinrichtung 182 ausgebildet ist.
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Der
Querspant 56 weist zwei in 11 abschnittsweise
dargestellte Spantteile 57 und 58 auf, deren Spantwände 184 und 186 jeweils
ein offenes, beispielsweise u-förmiges Profil bilden. Bei
einer alternativen Ausführungsform bilden die Spantwände 184 und/oder
186 ein in sich geschlossenes, beispielsweise rechteckförmiges
Profil.
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Die
Verriegelungseinrichtung 182 weist ein erstes Verriegelungselement 188 auf,
das mit einem zweiten Verriegelungselement 190 verriegelbar
ist. Das erste Verriegelungselement 188 weist einen als Exzenterhebel
ausgebildeten Materialabschnitt 192 auf, der über
ein Schwenklager 194 schwenkbar an dem Spantteil 58 gelagert
ist. An einem dem Spantteil 57 zugewandten Ende weist der
Materialabschnitt 192 eine Verriegelungsfläche 196 auf.
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Das
zweite Verriegelungselement 190 ist in Form eines Verriegelungsbolzens 198 ausgebildet. Das
zweite Verriegelungselement 190 ist fest mit dem Spantteil 57 verbunden.
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Das
erste Verriegelungselement 190 weist an seinem der Verriegelungsfläche 196 abgewandten
Ende eine Aufnahme 200 für eine Antriebseinrichtung 202 auf.
Die Antriebseinrichtung 202 ist als Drehantrieb 204 ausgebildet.
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Die
Antriebseinrichtung 202 weist einen Gewindeabschnitt 206 auf,
der ein in der Spantwand 186 des Spantteils 58 vorgesehenes
Langloch 208 durchsetzt. Der Gewindeabschnitt 206 ist
drehbar in der Aufnahme 200 des Verriegelungselements 188 gehalten.
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Die
Spantwände 184 und 186 weisen jeweils benachbart
zu den einander zugewandten Innenflächen 164 und 166 der
Spantteile 57 bzw. 58 Wandöffnungen 210 und 212 auf.
Die Wandöffnungen 210 und 212 fluchten
miteinander und ermöglichen einen Durchtritt der Verriegelungsfläche 196 des
Verriegelungselements 188.
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Um
die in 11 dargestellten Spantteile 57 und 58 des
Querspants 56 miteinander zu verbinden, werden die Innenflächen 164 und 166 der
Spantteile 57 und 58 miteinander in Anlage gebracht.
Ausgehend von der in 11 dargestellten Ruhelage des Verriegelungselements 188 kann
dieses mit Hilfe der Antriebseinrichtung 202 in eine nicht
dargestellte Arbeitslage gebracht werden. Hierfür wird
der Drehantrieb 204 verdreht, so dass die Aufnahme 200 in Richtung
auf das Langloch 208 bewegt und der Materialabschnitt 192 im
Uhrzeigersinn um das Schwenklager 194 herum verschwenkt
wird. Hierdurch gelangt die Verriegelungsfläche 196 in
einen verriegelnden Eingriff mit dem Verriegelungsbolzen 198.
Eine zuverlässige Verbindung der Spantteile 57 und 58 wird
durch einen kraftschlüssigen Kontakt der Innenflächen 164 und 166 unterstützt.
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Unter
weiterer Bezugnahme auf 12 wird ein
Querspant 56 beschrieben, der sich aus einem ersten Spantteil 57 und
einem zweiten Spantteil 58 zusammensetzt. Jedes der Spantteile 57 und 58 weist
einen in sich geschlossenen Verlauf auf und erstreckt sich quer
und insbesondere senkrecht zu einer Karosserie-Längsachse 12.
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Die
Spantteile 57 und 58 sind als Blechumformteil
ausgebildet. Das Spantteil 57 weist eine Spantwand 184 auf.
Die Spantwand 184 setzt sich aus einstückig miteinander
verbundenen Wandabschnitten 214 und 216 zusammen.
Der Wandabschnitt 214 ist außenseitig angeordnet
und erstreckt sich in zu der Karosserie-Längsachse 12 parallelen
Richtungen. Der Wandabschnitt 216 erstreckt sich in einer
zumindest annähernd senkrecht zu der Karosserie-Längsachse 12 angeordneten Ebene
(ohne Bezugszeichen).
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Das
Spantteil 58 weist eine Spantwand 186 auf, welche
Wandabschnitte 218 und 220 umfasst. Der Wandabschnitt 218 ist
innenseitig angeordnet und erstreckt sich im Wesentlichen in zu
der Karosserie-Längsachse 12 parallelen Richtungen.
Der Wandabschnitt 220 ist seitlich angeordnet und erstreckt
sich im Wesentlichen in einer Ebene quer zu der Karosserie-Längsachse 12.
Die Wandabschnitte 214 und 216 des Spantteils 57 und
die Wandabschnitte 218 und 220 des Spantteils 58 ergänzen
sich insgesamt zu einem in sich geschlossenen Querspantprofil.
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Die
Spantteile 57 und 58 können mit Hilfe
einer Verbindungseinrichtung 90 miteinander verbunden werden.
Die Verbindungseinrichtung 90 kann beispielsweise eine
Schweißverbindung umfassen, welche den seitlichen Wand abschnitt 220 mit
dem außenseitigen Wandabschnitt 214 verbindet.
Eine entsprechende Schweißverbindung kann zwischen dem
innenseitigen Wandabschnitt 218 und dem seitlichen Wandabschnitt 216 vorgesehen
sein. Die Verbindungseinrichtung 90 kann alternativ oder
ergänzend auch eine Klebverbindung umfassen.
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Die
seitlichen Wandabschnitte 216 und 218 weisen eine
Mehrzahl von Materialaussparungen 222 auf. Jeweils zwei
Materialaussparungen 222 sind zueinander benachbart angeordnet,
so dass sie eine Anschlussachse 158 zum Anschluss eines
bodenseitig angeordneten Längsspants 38 sowie
eine Anschlussachse 160 zum Anschluss eines dachseitig
angeordneten Längsspants 46 definieren. Auf diese
Weise kann eine besonders einfach aufgebaute Befestigungseinrichtung 146 zur
Befestigung eines Längsspants 38, 46 an
dem Querspant 56 gebildet werden. Diese Befestigungseinrichtungen 146 eignen
sich besonders gut zur Befestigung eines Längsspants 38, 46,
der auf Höhe des Querspants 56 nicht geteilt,
sondern durchgängig ist.
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Für
eine besonders sichere Fixierung der Längsspante 38, 46 an
dem Querspant 56 ist es möglich, die Längsspante 38, 46 entlang
der Aussparungen 222 mit den Längsspanten zu verschweißen. Alternativ
oder ergänzend hierzu können auch die einem Längsspant 38, 46 zugewandten
Innenflächen (ohne Bezugszeichen) der Wandabschnitte 214 und/oder 218 mit
zylindrischen Außenflächen 224 der Längsspante 38, 46 verbunden
werden, beispielsweise mit Hilfe einer Klebeverbindung.
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Ein
in den 13 und 14 dargestelltes Ausführungsbeispiel
eines Querspants 56 umfasst zwei Spantteile 57 und 58,
die sich in einer gemeinsamen Ebene 226 erstrecken. Die
Ebene 226 ist quer und insbesondere senkrecht zu der Karosserie-Längsachse 12.
Die Spantteile 57 und 58 sind konzentrisch zueinander
angeordnet. Die Spantteile 57 und 58 überlappen
sich in einer Richtung quer zu der Karosserie-Längsachse 12 gesehen.
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Die
Spantteile 57 und 58 weisen jeweils einen flächigen
Wandabschnitt 214 bzw. 218 auf. Die Wandabschnitte 214 und 218 erstrecken
sich ringförmig um die Karosserie-Längsachse 12 herum.
Die Wandabschnitte 214 und 218 sind zueinander
beabstandet.
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Der
in den 13 und 14 dargestellte Querspant 56 weist
eine Verbindungseinrichtung 90 auf, die mit einer Befestigungseinrichtung 146 eine bauliche
Einheit bildet.
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Die
Verbindungseinrichtung 90 weist einen ersten Verbindungsabschnitt 128 auf,
der eine sich im Wesentlichen parallel zu der Karosserie-Längsachse 12 erstreckende
Außenfläche umfasst. Der Verbindungsabschnitt 128 ist
mit einer dem Spantteil 58 zugewandten Innenfläche
des Spantteils 57 verbunden, beispielsweise mit Hilfe einer
Klebeschicht.
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Die
Verbindungseinrichtung 90 weist einen zweiten Verbindungsabschnitt 130 auf,
der ebenfalls flächig ausgeführt ist und einer äußeren
Umfangsseite 124 des inneren Spantteils 58 zugewandt
ist. Der zweite Verbindungsabschnitt 130 und die Umfangsseite 124 sind
beispielsweise mit Hilfe einer Klebeschicht miteinander verbunden.
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Die
Befestigungseinrichtung 146 weist einen ersten Anschlussabschnitt 154 und
einen zweiten Anschlussabschnitt 156 auf. Die Anschlussabschnitte 154 und 156 sind
auf einander abgewandten Seiten der Befestigungseinrichtung 146 angeordnet.
Die Anschlussabschnitte 154 und 156 sind an mindestens
einen der Verbindungsabschnitte 128 und 130 der
Verbindungseinrichtung 90 angeformt.
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Die
Anschlussabschnitte 154 und 156 weisen ein mehreckförmiges
Profil auf. Dieses mehreckförmige Profil ist dem Rohrprofil
eines Abschnitts 50 eines Längsspants 46 angepasst.
Zur Befestigung des Abschnitts 50 des Längsspants 46 wird
der Abschnitt 50 mit seinem der Befestigungseinrichtung 146 zugewandten
Ende auf den Anschlussabschnitt 154 aufgeschoben. Ein in
den 13 und 14 nicht
dargestellter, weiterer Abschnitt des Längsspants 46 kann
in entsprechender Weise mit dem Anschlussabschnitt 156 der
Befestigungseinrichtung 146 verbunden werden.
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Die
Anschlussabschnitte 154 und 156 definieren jeweils
zugeordnete Anschlussachsen 158 und 160, die eine
Vorzugsrichtung der mit der Befestigungseinrichtung 146 zu
verbindenden Längsspante 46 oder Längsspantabschnitte
vorgeben. Die Anschlussachsen 158 und 160 fluchten
miteinander und erstrecken sich zumindest annähernd parallel
zu der Karosserie-Längsachse 12.
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Ein
in 15 dargestelltes Ausführungsbeispiel
eines Querspants 56 weist zwei im Wesentlichen parallel
zueinander angeordnete Spantteile 57 und 58 auf,
die aus einem langfaserverstärkten Kunststoffmaterial hergestellt
sind.
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Die
Spantteile 57 und 58 weisen zur Erhöhung
ihrer Stabilität Verrippungen 228 auf.
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Die
Spantteile 57 und 58 sind auf Höhe eines Seitenabschnitts 64 unmittelbar
benachbart zueinander angeordnet. In diesem Bereich können
die Spantteile 57 und 58 beispielsweise mit Hilfe
einer vorstehend beschriebenen Schraubverbindung 142 miteinander
verbunden werden.
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Im
Bereich eines oberen Abschnitts 66 des Querspants 56 weisen
die Spantteile 57 und 58 einen Abstand 230 zueinander
auf.
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Im
Bereich des oberen Abschnitts 66 weisen die im Profil in
etwa rechteckförmigen Spantteile 57 und 58 Längsspantaufnahmen 76 auf,
die zur Aufnahme eines rechteckförmigen Längsspants 46 dienen.
Die Längsspantaufnahmen 76 bilden eine Befestigungseinrichtung 146.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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