DE10036790A1 - Befestigungsanordnung zum Fügen von benachbarten Leichtbauplatten einer Fahrzeugtragstruktur - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung zum Fügen von benachbarten Leichtbauplatten einer Fahrzeugtragstruktur, deren Leichtbauplatten an ihren Breitseiten planparallele, eine Hohlkammeranordnung begrenzende Plattenwände aufweisen und an ihren einander zugewandten Schmalseiten miteinander verbunden sind, wobei die Leichtbauplatten nach dem Fügen über wenigstens ein Adapterelement verbunden sind, das mit in unterschiedlichen Richtungen abstehenden Endbereichen jeweils passgenau mit einem korrespondierenden Haltemittel an der Schmalseite der dem Endbereich zugewandten Leichtbauplatte zusammengesteckt ist, und wobei die Befestigungsanordnung Hohlprofile mit konstantem Querschnitt umfasst. DOLLAR A Die Leichtbauplatten der Befestigungsanordnung sind Strangpressprofile, deren Hohlkammer auf die zu fügende Stirnseite zu laufen. Die Endbereiche von Hohlkammern der Leichtbauplatten sind als Einstecköffnungen für die Endbereiche des Adapterelements genutzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung zum Fügen von benachbarten Leichtbauplatten einer Fahrzeugtragstruktur nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Bei einer solchen, der EP 0 369 134 B1 zu entnehmenden Befestigungsanordnung zum Verbinden von benachbarten Leichtbauplatten einer Schienenfahrzeugzelle sind Leichtbauplatten in Sandwichbauweise vorgesehen, die an ihren Breitseiten planparallele, eine Hohlkammeranordnung mit einem Wabenkern begrenzende Plattenwände aufweisen. Die Leichtbauplatten sind an ihren einander zugewandten Schmalseiten über Adapterelemente miteinander verbunden, welche mit in unterschiedlichen Richtungen abstehenden, gabelartigen Endbereichen jeweils paßgenau auf ein korrespondierendes Haltemittel an der Schmalseite der dem Endbereich zugewandten Leichtbauplatte aufgesteckt sind. Die von den gabelartigen Endbereichen umgriffenen Haltemittel an der Schmalseite der Leichtbauplatten sind als Hohlprofile mit konstantem Querschnitt ausgebildet, welche miteinander zu einem innerhalb der jeweiligen Leichtbauplatte angeordneten und diese versteifenden Profilrahmen verbunden sind.

Als nachteilig kann bei dieser bekannten Befestigungsanordnung der Umstand angesehen werden, daß sich die miteinander zu verbindenden Leichtbauplatten während des Zusammensteckens mit dem Adapterelement quer zur Steckrichtung gegeneinander verschieben können. Eine hohe Maßhaltigkeit der zusammengefügten Leichtbauplatten ist daher nur mit entsprechendem Aufwand beim Zusammenstecken, beispielsweise durch eine spezielle Fügevorrichtung, zu gewährleisten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Befestigungsanordnung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass die Leichtbauplatten unter Gewährleistung einer hohen Maßhaltigkeit der Fahrzeugtragstruktur schnell und auf einfache Weise zu fügen sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Befestigungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Bei der Befestigungsanordnung nach der Erfindung sind die Endbereiche des Adapterelements in Hohlkammern der Leichtbauplatten aus Strangpressprofil einzustecken, welche auf die zu fügende Stirnseite zu laufen. Die miteinander zu verbindenden Leichtbauplatten können sich somit während des Zusammensteckens nicht quer zur Steckrichtung gegeneinander bzw. gegenüber dem Adapterelement verschieben, wodurch sich eine hohe Maßhaltigkeit der Fahrzeugtragstruktur ohne die Zuhilfenahme spezieller Fügevorrichtungen oder dgl. erzielen läßt. Die Befestigungsanordnung ermöglicht nicht nur einen einfachen und kostengünstigen Zusammenbau der Leichtbauplatten in der Produktionsphase, sondern kann auch nach einem Unfall und einem damit verbundenen Wechsel einer Leichtbauplatte oder eines beschädigten Plattenabschnittes verwendet werden.

Sind mehrere parallele, in gleicher Richtung abstehende Endbereiche des Adapterelements über einen Verbindungssteg miteinander verbunden, so können zwei benachbarte Leichtbauplatten über eine größere Länge auf einfache Weise miteinander verbunden werden.

Die Steckverbindung zwischen den Endbereichen und den zugeordneten Hohlkammern der Leichtbauplatten kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung durch ein Befestigungsmittel zusätzlich gesichert sein, wodurch sich eine dauerhafte Verbindung der benachbarten Leichtbauplatten erzielen läßt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in

Fig. 1 eine Perspektivansicht von schräg vorne oben auf eine aus Leichtbauplatten zusammengesetzte Tragstruktur eines Kraftwagens;

Fig. 2 eine Perspektivansicht von schräg vorne oben auf die teilweise mit Verkleidungsteilen beplankte Tragstruktur gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte perspektivische Explosionsdarstellung von schräg vorne auf den aus zueinander abgewinkelten Leichtbauplatten gebildeten vorderen Längsträger der Tragstruktur gemäß Fig. 1, wobei die Leichtbauplatten des Längsträgers über die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung mit einem Adapterelement miteinander zu verbinden sind;

Fig. 4 eine Perspektivansicht auf den Längsträger gemäß Fig. 3 mit der erfindungsgemäßen Befestigungs­ anordnung nach dem Fügen der Leichtbauplatten mittels des Adapterelements; und in

Fig. 5 ausschnittweise eine vergrößerte Perspektivansicht auf ein Adapterelement der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung nach einer weiteren Ausführungsform.

In Fig. 1 ist in Perspektivansicht von schräg vorne oben eine Tragstruktur eines Kraftwagens dargestellt, die zumindest überwiegend aus energieabsorbierenden, eigensteifen und ebenen Leichtbauplatten gebildet ist. Je nach Anforderung sind die Leichtbauplatten vorzugsweise in Sandwichbauweise, mit Wabenstruktur, in Holz, in Aluminium, als Faserverbund, als Strangpreßprofil oder dgl. gefertigt. Um günstige Fertigungsbedingungen zu erreichen, können die einzelnen Plattenabschnitte sowohl einteilig ausgebildet als auch mehrteilig gefügt sein. Vorn im Fußraumbereich 12 geht ein Boden 10 in eine Stirnwand 14 über, die einen an den Boden 10 anschließenden, schräg nach vorn oben gerichteten Übergangsbereich 16 und einen davon oberhalb angeordneten, etwa vertikalen Bereich 18 umfaßt. Die Stirnwand 14 erstreckt sich hier über die gesamte Breite des Bodens 10. Seitlich und oben ist der Fußraumbereich 12 von einer vorderen und einer hinteren oberen Leichtbauplatte 26, 28 sowie von seitlichen Stützkastenwänden 30 begrenzt, die mit dem Boden 10 und der Stirnwand 14 einen Stützkasten 22 für eine an diesem befestigte Vorbaustruktur 24 bilden. Die Stützkastenwände 30 sind dabei integraler Bestandteil der Seitenwände 32 der Tragstruktur. Die Knautschzone 24 umfaßt zwei vordere Längsträger 34 mit jeweils einer etwa vertikalen Leichtbauplatte 36 und einer quer dazu verlaufenden Leichtbauplatte 38. Am vorderen Ende der Längsträger 34 ist eine in Fahrzeugquerrichtung und etwa vertikal verlaufende vordere Abschlußwand 42 befestigt. Hinten geht der Boden 10 in eine schräg nach hinten oben ragende Hecktrennwand 52 über, hinter der sich eine als Knautschzone ausgebildete Heckstruktur 54 mit hinteren Längsträgern 56 anschließt. Diese weisen jeweils eine sich in Fahrzeughochrichtung und eine sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckende Leichtbauplatte 58, 60 auf. Am hinteren Ende der hinteren Längsträger 56, welche über Leichtbauplatten 74, 75, 76 fest miteinander verbunden sind, ist eine in Fahrzeugquerrichtung sowie etwa vertikal verlaufend hintere Abschlußwand 64 befestigt. Die Seitenwände 32 erstrecken sich zwischen der vorderen und hinteren Abschlußwand 42, 64 und sind vorne und hinten mit jeweils einem Radausschnitt versehen. Demgemäß ist jede Seitenwand 32 über die überwiegende Länge des zugeordneten vorderen oder hinteren Längsträgers 34, 56 als Steg 48, 70 ausgebildet, der mit der quer verlaufenden Leichtbauplatte 38, 60 des entsprechenden Längsträgers 34, 56 sowie der zugeordneten Abschlußwand 42, 64 fest verbunden ist.

In Fig. 2 ist in Perspektivansicht von schräg vorne oben die Tragstruktur gemäß Fig. 1 gezeigt, welche u. a. mit einer Antriebseinheit sowie mit einem Fahrwerk versehen und auf ihrer linken Seite mit Verkleidungsteilen 88, 92 aus Kunststoff oder dgl. elastisch verformbaren Material beplankt ist.

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte perspektivische Explosionsdarstellung von schräg vorne auf den ausschnittsweise dargestellten linken vorderen Längsträger 34 der Tragstruktur gemäß Fig. 1, der aus der vertikalen und der quer dazu verlaufenden Leichtbauplatte 36, 38 sowie aus dem Steg 48 gebildet ist. Dabei ist eine Befestigunganordnung zum Fügen der Leichtbauplatten 36, 38, 48 des Längsträgers 34 mit weiteren Leichtbauplatten 36.1, 38.1, 48.1 dargestellt, wie sie beispielsweise bei einer Abschnittsreparatur eines unfallbedingt verformten vorderen Bereich der Knautschzone 24 eingesetzt werden kann. Mit anderen Worten ist hier ein Längsträger 34 gezeigt, deren Leichtbauplatten 36, 38, 48 im vorderen Abschnitt nach einer unfallbedingten Deformation abgetrennt worden sind, wobei die abgetrennten Abschnitte durch an diese angepaßte Leichtbauplatten 36.1, 38.1, 48.1 ersetzt und mit den jeweils zugeordneten Leichtbauplatten 36, 38, 48 an ihren jeweiligen Schmalseiten 36s, 38s, 48s bzw. 36.1s, 38.1s, 48.1s über ein an den Querschnitt des Längsträgers 34 angepaßtes, hier etwa L-förmiges Adapterelement 98 gefügt werden können. Die hier aus Strangpressprofil bestehenden Leichtbauplatten 36, 38, 48 und 36.1, 38.1, 48.1 weisen jeweils eine aus einer Mehrzahl von Hohlkammern 100 gebildete Hohlkammeranordnung auf, welche jeweils durch planparallele Plattenwände 36b, 38b, 48b und 36.1b, 38.1b, 48.1b an den Breitseiten der entsprechend zugehörigen Leichtbauplatte 36, 38, 48 und 36.1, 38.1, 48.1 begrenzt ist. Das Adapterelement 98 hat eine Vielzahl von entweder in Richtung der Leichtbauplatten 36, 38, 48 und parallel zueinander oder in Richtung der Leichtbauplatten 36.1, 38.1, 48.1 und parallel zueinander abstehende Endbereiche 102, die jeweils paßgenau in korrespondierende Endbereiche 104 der Hohlkammern 100 an der Schmalseite 36s, 38s, 48s bzw. 36.1s, 38.1s, 48.1s der zugeordneten Leichtbauplatten 36, 38, 48 und 36.1, 38.1, 48.1 einsteckbar sind. Die Hohlkammer 100 und die daran angepaßten Endbereiche 102 sind hier im Querschnitt rechteckförmig ausgebildet, wobei auch andere Querschnittsformen denkbar wären. Damit die Leichtbauplatten 36, 38, 48 und 36.1, 38.1, 48.1 über das Adapterelement 98 miteinander verbunden werden können, laufen deren Hohlkammern 100 auf die zu fügende Schmalseite 36s, 38s, 48s bzw. 36.1s, 38.1s, 48.1s zu. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Adapterelement 98 für jede Hohlkammer 100 der zugehörigen Leichtbauplatte 36, 38, 48 und 36.1, 38.1, 48.1 einen Endbereich 102 auf. Die Endbereiche 102 des Adapterelements 98 sind über einen Verbindungssteg 106 miteinander verbunden, welcher einstückig mit den Endbereichen 102 ausgebildet ist. Dabei stehen sowohl die in Richtung der Leichtbauplatten 36, 38, 48 als auch die in Richtung der Leichtbauplatten 36.1, 38.1, 48.1 zeigenden Endbereiche 102 des Adapterelements 98 rechtwinklig von dem Verbindungssteg 106 ab.

In Zusammenschau mit Fig. 4, in der in Perspektivansicht der Längsträger 34 mit der Befestigungsanordnung gemäß Fig. 3 nach dem Fügen der Leichtbauplatten 36, 38, 48 und 36.1, 38.1, 48.1 mittels des Adapterelements 98 gezeigt ist, wird erkennbar, dass die miteinander steckverbundenen Leichtbauplatten 36, 38, 48 und 36.1, 38.1, 48.1 zur Wiederherstellung des ursprünglichen Zustands vor der unfallbedingten Deformation jeweils zueinander fluchten und in einer gemeinsamen Anordnungsebene positioniert sind. Mit anderen Worten fluchten hier auch die in Richtung der Leichtbauplatten 36, 38, 48 abstehenden Endbereiche 102 und die jeweils zugeordneten, in Richtung der Leichtbauplatten 36.1, 38.1, 48.1 abstehenden Endbereiche 102 zueinander. Der Verbindungssteg 106 ist, wie in Fig. 4 ersichtlich, nach dem Einstecken des Adapterelements 98 in die Hohlkammern 100 deckungsgleich mit den Schmalseiten 36s, 38s, 48s und 36.1s, 38.1s, 48.1s der Leichtbauplatten 36, 38, 48 und 36.1, 38.1, 48.1. Die Endbereiche 102 des Adapterelements 98 sind dabei so weit in die Hohlkammern 100 der Leichtbauplatten 36, 38, 48 und 36.1, 38.1, 48.1 eingesteckt, bis der Verbindungssteg 106 mit der Schmalseite 36s, 38s, 48s und 36.1s, 38.1s, 48.1s der jeweiligen Leichtbauplatte 36, 38, 48 und 36.1, 38.1, 48.1 zur Anlage kommt. Die Einstecktiefe der Endbereiche 102 des Adapterelements 98 in die Hohlkammern 100 der Leichtbauplatten 36, 38, 48 und 36.1, 38.1, 48.1 ist somit durch den Verbindungssteg 106 begrenzt, wobei von dem Adapterelement 98 nach dem Fügen der Leichtbauplatten 36, 38, 48 und 36.1, 38.1, 48.1 lediglich der Verbindungssteg 106 sichtbar bleibt. Vorzugsweise entspricht der Verbindungssteg 106 in seiner Breite b dem Schnittspalt beim Abtrennen der deformierten Leichtbauplattenabschnitte, so dass die Leichtbauplatten 36.1, 38.1, 48.1 mit identischen Abmaßen an die zu ersetzenden, deformierten Leichtbauplattenabschnitte angepasst werden können. Die Steckverbindung zwischen den Endbereichen 102 des Adapterelements 98 und den Endbereichen 104 der zugeordneten Hohlkammern 102 können durch geeignete Befestigungsmittel wie Schrauben, Bolzen, Nieten und/oder mittels Klebe- oder Schweißverbindungen gesichert sein. Natürlich braucht das Adapterelement 98 - im Unterschied zu der hier gezeigten Ausführungsform - nicht an den Querschnitt der zu verbindenden Leichtbauplatten angepasst sein. In einer einfachen Ausgestaltung wäre es beispielsweise denkbar, als Adapterelement 98 lediglich ein oder mehrere Hohlrohre oder dgl. zu verwenden, welche mit ihrem einen Endabschnitt 102 jeweils in eine Hohlkammer 100 der einen zu verbindenden Leichtbauplatte und mit ihrem anderen Endabschnitt 102 jeweils in eine Hohlkammer 100 der weiteren zu verbindenden Leichtbauplatte eingesteckt werden kann. Dabei können mehrere Hohlrohre separat ausgebildet oder über den Verbindungssteg 106 miteinander verbunden sein. Auch wäre es denkbar, den Verbindungssteg 106 aus einem elastischen Material herzustellen, der einen Toleranzausgleich im Abstand zwischen zwei benachbarten Endbereichen 102 ermöglicht. Weist das Adapterelement 98 eine Mehrzahl von in die gleiche Richtung abstehende Endbereiche 102 auf, welche über den Verbindungssteg 106 miteinander verbunden sind, so kann das Adapterelement 98 in seiner Länge vorkonfektioniert sein oder aber als Bandware ausgebildet, welche je nach erforderlicher Abmessung zugeschnitten werden kann.

In Fig. 5 ist ausschnittsweise in vergrößerter Perspektivansicht ein als Eckverbinder ausgebildetes Adapterelement 98 der Befestigungsanordnung nach einer weiteren Ausführungsform gezeigt, welches zum Verbinden von zwei Leichtbauplatten in unterschiedlichen Anordnungsebenen angeordnete Reihen von Endbereichen 102 umfaßt. Die Endbereiche 102 der jeweiligen Reihen sind in einem Winkel α von 90° zueinander angeordnet, wobei die jeweiligen Endbereiche 102 über den Verbindungssteg 106 miteinander verbunden sind. Demgemäß könnten mit dem hier gezeigten Adapterelement 98 beispielsweise die beiden Leichtbauplatten 36 und 38 des Längsträgers 34 in einem rechten Winkel zueinander verbunden werden. Selbstverständlich kann der Winkel α zwischen den Reihen von Endbereichen 102 auch spitz- oder stumpfwinklig gewählt werden, so dass prinzipiell sämtliche Leichtbauplatten der hier gezeigten Tragstruktur mit der jeweils benachbarten Leichtbauplatte verbunden werden können.

Claims (12)

1. Befestigungsanordnung zum Fügen von benachbarten Leichtbau­ platten einer Fahrzeugtragstruktur, deren Leichtbauplatten (36, 38, 48, 36.1, 38.1, 48.1) an ihren Breitseiten plan­ parallele, eine Hohlkammeranordnung begrenzende Plattenwände (36b, 38b, 48b, 36.1b, 38.1b, 48.1b) aufweisen und an ihren einander zugewandten Schmalseiten (36s, 38s, 48s, 36.1s, 38.1s, 48.1s) miteinander verbunden sind, wobei die Leichtbau­ platten (36, 38, 48, 36.1, 38.1, 48.1) nach dem Fügen über wenigstens ein Adapterelement (98) verbunden sind, das mit in unterschiedlichen Richtungen abstehenden Endbereichen (102) jeweils paßgenau mit einem korrespondierenden Haltemittel (100) an der Schmalseite (36s, 38s, 48s, 36.1s, 38.1s, 48.1s) der dem Endbereich (102) zugewandten Leichtbau­ platte (36, 38, 48, 36.1, 38.1, 48.1) zusammengesteckt ist, und wobei die Befestigungsanordnung Hohlprofile mit konstantem Querschnitt umfaßt, dadurch gekennzeichnet, dass die Leichtbauplatten (36, 38, 48, 36.1, 38.1, 48.1) der Befestigungsanordnung Strangpressprofile sind, deren Hohlkammern (100) auf die zu fügende Schmalseite (36s, 38s, 48s, 36.1s, 38.1s, 48.1s) zu laufen und dass die Endbereiche (104) von Hohlkammern (102) der Leichtbauplatten (36, 38, 48, 36.1, 38.1, 48.1) als Einstecköffnungen für die Endbereiche (102) des Adapterelements (98) genutzt sind.

2. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterelement (98) mehrere parallele, in gleicher Richtung abstehende Endbereiche (102) aufweist, die in die korrespondierenden Einstecköffnungen (104) an der Schmalseite (36s, 38s, 48s, 36.1s, 38.1s, 48.1s) der entsprechenden Leichtbauplatte (36, 38, 48, 36.1, 38.1, 48.1) einsteckbar sind.

3. Befestigungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Endbereiche (102) des Adapterelements (98) über einen Verbindungssteg (106) miteinander verbunden sind.

4. Befestigungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstecktiefe der Endbereiche (102) in die Hohlkammern (100) der Leichtbauplatten (36, 38, 48, 36.1, 38.1, 48.1) durch den Verbindungssteg (106) begrenzt ist.

5. Befestigungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Endbereiche (102) und der Verbindungssteg (106) einstückig ausgebildet sind.

6. Befestigungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Endbereiche (102) zumindest annähernd rechtwinklig von dem Verbindungssteg (106) abstehen.

7. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindung zwischen den Endbereichen (102) und den zugeordneten Hohlkammern (100) der Leichtbauplatten (36, 38, 48, 38.1, 38.1, 48.1) durch Befestigungsmittel gesichert ist.

8. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander steckverbundenen Leichtbauplatten (36, 38, 48, 36.1, 38.1, 48.1) durch die einander zugeordneten, in unterschiedliche Richtungen abstehenden Endbereiche (102) des Adapterelements (98) zueinander fluchten und in einer gemeinsamen Anordnungsebene positioniert sind.

9. Befestigungsanordnung nach 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungssteg (106) derart gestaltet ist, dass er nach dem Einstecken des Adapterelements (96) in die Hohlkammern (100) deckungsgleich mit der Schmalseite (36s, 38s, 48s, 36.1s, 38.1s, 48.1s) der entsprechenden Leichtbauplatte (36, 38, 48, 36.1, 38.1, 48.1) ist.

10. Befestigungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterelement (98) für jede Hohlkammer (100) der zugehörigen Leichtbauplatte (36, 38, 48, 36.1, 38.1, 48.1) einen Endbereich (102) aufweist.

11. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterelement (98) für die Abschnittsreparatur einer unfallbedingt verformten Knautschzone (24) aus Leichtbauplatten (36, 38, 48) vorgesehen ist.

12. Befestigungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die verformte Knautschzone (24) Längsträger (34) aus zueinander abgewinkelten Leichtbauplatten (36, 38, 48) umfaßt, wobei das Adapterelement (98) an den Querschnitt des Längsträgers (34) angepaßt ist.