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Die
Erfindung betrifft eine Karosserieverstärkungsstruktur
mit einer Radkastenverstärkungsstrebe eines Fahrzeugs,
die in einem Vorderradkasten eines Fahrzeugs nahezu vertikal angeordnet
ist. Die Radkastenverstärkungsstrebe weist ein oberes Ende und
ein unteres Ende auf. Dabei trägt das obere Ende ein inneres
Radkastenschutzblech und verstärkt einen Federbeindom.
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Eine
Karosserieverstärkungsstruktur zur Versteifung einer Fahrzeugkarosserie
im Bereich des hinteren Radhauses ist aus der Druckschrift
DE 197 37 242 B4 bekannt.
Bei der bekannten Verstärkungsstruktur der Fahrzeugkarosserie
im Bereich des hinteren Radhauses, das in diesem Bereich aus einem Bodenblech
mit einem seitlichen Randausschnitt und einem unter dem Bodenblech
angeordneten innen an dem Randausschnitt vorbeilaufenden Längsträger besteht,
ist seitlich des Längsträgers am Radhaus ein Verstärkungselement
angeordnet, das eine in etwa senkrecht zum Bodenblech verlaufende,
an der hinteren Kante des Radausschnitts anschließende Stützfläche
aufweist. Dabei kann das Versteifungselement eine Stützwand
mit Stützfläche aufweisen, die zumindest am Längsträger
befestigt ist und mittels einer Strebe nach hinten abgestützt
ist.
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Das
Anbringen und Strukturieren eines Verstärkungselements
der Fahrzeugkarosserie im Bereich des hinteren Radhauses ist verglichen
mit den Randbedingungen, die in einem Vorderradkasten vorliegen,
nicht vergleichbar. Der Vorderradkasten, der in einen Federbeindom übergeht,
muss nicht nur ein inneres Radkastenschutzblech tragen, sondern genügend
Raum für die Auf- und Abbewegungen des Vorderrades sowie
für Lenkbewegungen des Vorderrades ermöglichen
und die Bewegungsfreiheit der Vorderradachse in Zusammenwirken mit
einem Querlenker und einem Stabilisatorgestänge berücksichtigen.
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Die
Vorderradachse ist dabei über einen Querlenker mit einem
Vorderachsträger gelenkig verbunden, der am vorderen Ende
eines Längsträgers fixiert ist. Dieser Vorderachsträger
ist folglich am Ende des Längsträgers erhöhten
Belastungen ausgesetzt, insbesondere wenn das Fahrzeug über
die Vorderachse angetrieben wird und somit der Antriebsmotor und
das Getriebe den Vorderrahmen zusätzlich belasten. Dabei
muss der Vorderachsträger diesen Belastungen standhalten
und darf sich weder verwinden noch verbiegen noch in Eigenschwingungen
vibrieren. Dazu wurde bisher eine mittlere Stütze für
den Längsträger vorgesehen, die jedoch hinter
der Antriebswelle im Radkasten angeordnet ist und damit nicht optimal
den Vorderachsträger stützt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Karosserieverstärkungsstruktur
eines Fahrzeugs zu schaffen, und im Vorderradkasten Verstärkungselemente
einzuführen, welche die Bewegungen der Lenkräder nicht
beeinträchtigen und volle Bewegungsfreiheit für Querlenker
und Stabilisator im Bereich des Vorderachsträgers ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs
1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Erfindungsgemäß wird
eine Karosserieverstärkungsstruktur eines Fahrzeugs mit
einer Radkastenverstärkungsstrebe geschaffen, die in einem
Vorderradkasten des Fahrzeugs nahezu vertikal angeordnet ist. Die
Radkastenverstärkungsstrebe weist ein oberes Ende und ein
unteres Ende auf. Das obere Ende trägt ein inneres Radkastenschutzblech
und verstärkt einen Federbeindom. Das untere Ende der Radkastenverstärkungsstrebe
ist in Fahrtrichtung vor der Vorderradachse angeordnet und über
ein Querverbindungselement der Karosserieverstärkungsstruktur
an einem Vorderachsträger des Fahrzeugs fixiert.
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Eine
derartige Karosserieverstärkungsstruktur eines Fahrzeugs
mit einer Radkastenverstärkungsstrebe hat den Vorteil,
dass sie den an dem Längsträger des Unterrahmens
angeordneten Vorderachsträger entlastet und durch das Querverbindungselement
einen stabilen Querverbund zu dem Vorderachsträger bildet,
der die auftretenden Kräfte aus einem unteren Querlenker
in die Struktur der Karosserie einleitet.
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Dieses
wird dadurch erreicht, dass eine der in vielen Fahrzeugen bestehenden
Radkastenversteifungsstreben, welche das innere Radkastenschutzblech
des vorderen Radkastens versteifen, zu einer Radkastenverstärkungsstrebe
verlängert ist und mit ihrem unteren Ende an einem neuen
Querverbindungselement zu dem Vorderachsträger des Fahrzeugs
verlängert und dort fixiert ist. Ein weiterer Vorteil besteht
darin, dass die Radkastenverstärkungsstrebe gemäß der
Erfindung in Fahrtrichtung vor der Vorderachse angeordnet ist, wodurch
erreicht wird, dass der Querlenker mit der antreibenden Vorderradachse
und das Stabilisatorelement nun in Fahrtrichtung hinter der Radkastenverstärkungsstrebe
angeordnet sind und soweit sie in den Radkasten hineinragen sich
frei bewegen können, um das angetriebene Vorderrad in der
Spur zu halten und zu stabilisieren.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das
Querverbindungselement quer zur Fahrtrichtung an dem Vorderradachsträger
fixiert und bildet mit dem Vorderrahmen einen Querverbund von Vorderachsträgern
und der linken und rechten Radkastenverstärkungsstrebe,
so dass die Kräfte aus den unteren Querlenkern der Vorderachse
von den linken und rechten Radkastenverstärkungsstreben aufgenommen
werden. Dabei wird der Querverbund durch den an den Vorderachsträgern
in Fahrtrichtung vorgesehenen Vorderrahmen des Fahrzeugs realisiert,
während die Querverbindungselemente, welche mit den Enden
der linken und rechten Radkastenverstärkungsstreben zusammenwirken,
diesen Querverbund über den Vorderrahmen des Fahrzeugs bis
zu den unteren Enden der Radkastenverstärkungsstreben verlängern.
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Weiterhin
ist es vorgesehen, dass jeweils ein Querverbindungselement an den
Vorderachsträgern angeschweißt oder angegossen
ist und jeweils ein freies Ende aufweist, an welches das untere
Ende der jeweiligen Radkastenverstärkungsstrebe angebracht
ist. Während das Querverbindungselement wie oben ausgeführt
an den Vorderachsträger angeschweißt oder angegossen
ist, besteht das Anbringen des unteren Endes der Radkastenverstärkungsstrebe
an dem freien Ende des Querverbindungselements vorzugsweise aus
einer lösbaren mechanischen Verbindung, wie einer Schraubverbindung.
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Das
Profil der Radkastenverstärkungsstrebe ist vorzugsweise
U-förmig ausgebildet und mit Längsflanschen versehen.
Dabei kann das U-förmige Stahlblechprofil aus einem Nirostastahl
bzw. Chrom-Nickelstahl aufgebaut sein, wobei aber auch Alumi niumblechprofile
möglich sind. Die Längsflansche weisen eine Krümmung
auf, die an das Vorderradprofil unter Berücksichtigung
der Lenk- und Federbeinbewegungen des Vorderrades angepasst ist. Dabei
geht das obere Ende der Radkastenverstärkungsstrebe in
den Federbeindom eines inneren Radkastenschutzbleches über.
Diese Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil, dass
ein größtmöglicher Freiraum für
die Auf- und Ab- und Lenkbewegungen des angetriebenen Vorderrades
geschaffen wird, wobei sowohl die Auf- und Abbewegungen des Querlenkers
als auch des Stabilisators berücksichtigt sind.
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Die
Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher
erläutert.
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1 zeigt
eine schematische perspektivische Ansicht einer Karosserieverstärkungsstruktur eines
Fahrzeugs mit einer Radkastenverstärkungsstrebe gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung;
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2 zeigt schematische Ansichten eines Querverbindungselementes
zwischen Vorderachsträger und Radkastenverstärkungsstrebe;
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3 zeigt
eine schematische teilweise geschnittene Seitenansicht der Radkastenverstärkungsstrebe;
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4 zeigt
eine schematische Vorderansicht der Karosserieverstärkungsstruktur;
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5 zeigt
eine schematische perspektivische Ansicht der Karosserieverstärkungsstruktur
im Vorderradkasten.
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1 zeigt
eine schematische perspektivische Ansicht einer Karosserieverstärkungsstruktur 1 eines
Fahrzeugs mit einer Radkastenverstärkungsstrebe 20 gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung. Die Radkastenverstärkungsstrebe 20 der
Karosserieverstärkungsstruktur 1 weist ein oberes
Ende 3 auf, an das ein inneres Radkastenschutzblech 5 angebracht
ist, welches mit dem Federbeindom 6 zusammenwirkt. Dieses
innere Radkastenschutzblech 5 kann an Längsflansche 14 der
Radkastenverstärkungsstrebe 20 punktgeschweißt
sein oder mit der Radkastenverstärkungsstrebe 20 stoffschlüssig über die
Längsflansche 14 verbunden sein.
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Ein
unteres Ende 4 der Radkastenverstärkungsstrebe 20 ist
an einem freien Ende 11 eines Querverbindungselementes 8 der
Karosserieverstärkungsstruktur 1 fixiert, wobei
das Querverbindungselement 8 in dieser Ausführungsform
der Erfindung an einen Vorderachsträger 9 angeschweißt
ist. Der Vorderachsträger 9 ist gelenkig mit einem
hier nicht gezeigten Querlenker der Vorderachse verbunden, so dass
Kräfte aus dem Querlenker über das Querverbindungselement 8 und
die Radkastenverstärkungsstrebe 20 in die Blechkarosseriekonstruktion
eingeleitet werden, so dass diese den Vorderachsträger 9 entlastet.
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2 zeigt schematische Ansichten des Querverbindungselementes 8 der
Karosserieverstärkungsstruktur 1 zwischen Vorderachsträger 9 und der
Radkastenverstärkungsstrebe gemäß 1,
die in diesen Ansichten nicht gezeigt wird. Dazu zeigt 2A eine
Vorderansicht des an den Vorderachsträger 9 angeschweißten
Querverbindungselementes 8, so dass dieses an seinem fixierten
Ende 16 mit einer Grundplatte 17 unlösbar
mit dem Vorderachsträger 9 verbunden ist.
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2B zeigt
eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Querverbindungselementes 8,
das mit seiner Grundplatte 17 am fixierten Ende 16 mit dem
Vorderachsträger 9 unlösbar verbunden
ist. Das Verbindungselement 8, das hier quer zu dem Vorderachsträger 9 angeordnet
ist, weist an seinem freien Ende 11 eine Bohrung 18 auf,
so dass es möglich ist, ein unteres Ende 4 einer
Radkastenverstärkungsstrebe 20 mit dem freien
Ende 11 des Querverbindungselementes 8 beispielsweise über
ein Schraubverbindung lösbar zu verbinden. 2C zeigt
eine schematische Draufsicht auf das Querverbindungselement 8 und
den Vorderachsträger 9, der hier als Hohlprofil
ausgebildet ist.
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3 zeigt
eine schematische teilweise geschnittene Seitenansicht der Karosserieverstärkungsstruktur 1,
mit einer Radkastenverstärkungsstrebe 20 und einem
Verbindungselement 8. In dieser Ansicht ist das U-förmige
Profil 13 der Radkastenverstärkungsstrebe 20 als
Schnittbild mit den Längsflanschen 14 und 15 eingezeichnet,
die sich vom unteren Ende 4 der Radkastenverstärkungsstrebe 20 bis
zum oberen Ende 3 derselbigen hinziehen. Dabei weist die
Radkastenverstärkungsstrebe 20 mit ihren Längsflanschen 14 und 15 eine
Krümmung auf, die einerseits dem inneren Radkastenschutzblech 5 angepasst
ist und andererseits den Auf- und Ab- und Lenkbewegungen eines nicht
gezeigten angetriebenen Vorderrades genügend Bewegungsfreiheit
gibt, so dass die Vorderradreifen nicht beschädigt werden.
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An
dieser Seitenansicht wird deutlich, dass die ursprüngliche
Radkastenversteifungsstrebe nun verlängert ist bis zu einem
unteren Ende 4 zu einer Radkastenverstärkungsstrebe 20,
um Kräfte des auf den Vorderachsträger 9 einwirkenden
Querlenkers der Vorderachse über das zusätzliche
neue Querverbin dungselement 8 in die Radkastenverstärkungsstrebe 20 und
damit weiter in das innere Radkastenschutzblech einzuleiten. Die
Fixierung des unteren Endes 4 der Radkastenverstärkungsstrebe 20 auf dem
freien Ende 11 des Querverbindungselementes 8 wird
hier mit einem Schraubverbindungselement 12 erreicht.
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4 zeigt
eine schematische Vorderansicht der Karosserieverstärkungsstruktur 1 mit
der Radkastenverstärkungsstrebe 20 und dem Querverbindungselement 8.
Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren
werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra
erörtert. Mit dieser Ansicht wird nochmals deutlich, dass
das U-förmige Profil 13 mit den Längsflanschen 14 und 15 der
Radkastenverstärkungsstrebe 20 eine deutliche
Entlastung des Vorderachsträgers 9 über
das Querverbindungselement 8, durch die großflächige
Verbindung in seinem oberen Ende 3 mit dem inneren Radkastenschutzblech 5,
das zum Federbeindom hin relativ formstabil ist, bewirken kann.
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5 zeigt
eine schematische perspektivische Ansicht der Karosserieverstärkungsstruktur 1 mit
der Radkastenverstärkungsstrebe 20 im Vorderradkasten 2.
In den Vorderradkasten 2 ragen einerseits der Querlenker 10 und
ein Stabilisator und andererseits die von dem Querlenker 10 gelenkig
geführte Vorderachse 7 hinein, die das Vorderrad
trägt und antreibt. Die Vorderachse 7 ist hier
verbunden mit dem Fahrzeuggetriebe 21 und kann sich auf
und ab in den Vorderachspositionen 7A bis 7C bewegen, wobei
der Querlenker 10 diesen Bewegungen folgt.
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Darüber
hinaus ist der Querlenker 10 an dem Vorderachsträger 9 gelenkig
angeordnet, so dass die Kräfte, die von der Vorderachse 7 und
dem Vorderrad ausgehen, über den Querlenker 10 und
das Schwenkgelenk 19 auf den Vorderachsträger 9 übertra gen
werden. Durch die zu einer Radkastenverstärkungsstrebe 20 verlängerte
Radkastenversteifungsstrebe, die über eine Schraubverbindung 12 an
ihrem verlängerten unteren Ende 4 mit einem Querverbindungselement 8 lösbar
verbunden ist, wird der Vorderachsträger 9 deutlich
entlastet, da die Radkastenverstärkungsstrebe 20 nun
Kräfte, die auf den Vorderachsträger 9 einwirken,
an die Blechkarosserie insbesondere an den Federbeindom 6 mit
dem oberen Ende 3 der Radkastenverstärkungsstrebe 20 ableiten
kann.
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- 1
- Karosserieverstärkungsstruktur
eines Fahrzeugs
- 2
- Vorderradkasten
- 3
- oberes
Ende
- 4
- unteres
Ende
- 5
- inneres
Radkastenschutzblech
- 6
- Federbeindom
- 7
- Vorderachse
- 8
- Querverbindungselement
- 9
- Vorderachsträger
- 10
- Querlenker
- 11
- freies
Ende
- 12
- Schraubverbindungselement
- 13
- U-förmiges
Profil
- 14
- Längsflansch
- 15
- Längsflansch
- 16
- fixiertes
Ende von 8
- 17
- Grundplatte
- 18
- Bohrung
- 19
- Schwenkgelenk
- 20
- Radkastenverstärkungsstrebe
- 21
- Fahrzeuggetriebe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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