Befestigungsanordnung für einen karosseriebaufesten Buchsenschaft

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung für einen karosseriebaufesten Buchsenschaft, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .

In einem Profil, vorzugsweise einem U-Profil, werden häufig kraftaufnehmende Elemente, wie karosseriebaufeste Buchsenschafte, befestigt, die dann mittels Verstärkungsschotten in einem Profil abgestützt werden. Diese Verstärkungsschotte werden beispielsweise im Kraftfahrzeugbau verwendet. Ein Anwendungsbeispiel für Verstärkungsschotte ist z. B. die Verwendung als Fahrwerksbuchsen, zur Anbindung von Achsträgern. Diese werden in allen Fahrzeugen in der Karosserie in einem oder mehreren Verfahrensschritten in ein Profil mittels geeigneter Verbindungstechnik gefügt (siehe Figur 1 und 2). Der abzustützende Buchsenschaft wird in das Profil (meistens durch ein Durchgangsloch) gesteckt und seinerseits mit dem Profil verbunden. Weitere Anwendungsbeispiele sind beispielsweise Achsenbuchsen oder der Hinterbau eines Kraftfahrzeuges mit Querträgern und beispielsweise mit Anbindungspunkten z. B. für Hochvoltspeicher.

Eine derartige Schottstruktur ist beispielsweise aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 102011 015 542 A1 bekannt. Verstärkungsschotte, welche einen Buchsenschaft gegenüber einem Profil abstützen, erzeugen mehrere technische Probleme:

1 . Je nach Verbaureihenfolge üben die Schotte, bzw. Befestigungsanordnungen, einen Zwang auf den o. g. Buchsenschaft aus, d. h. eine räumlich exakte Lagepositionierung des Buchsenschafts ist schwierig.

2. Die automatisierte Montage der Befestigungsanordnung bedingt den Einsatz eines Aufnahmenestes, welches die Zugänglichkeit zum Fügen (z. B. Punktschweißen) behindert, das bedingt in nachteiliger Weise mehrere Fügeschritte.

3. Eine mehrteilige Befestigungsanordnung muss in mehr als einem Fügeschritt gefügt werden, dies ist aufwendig und somit teuer.

Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung der Qualität und die Reduzierung der Montagekosten von Verstärkungsschotten.

Diese Aufgabe wird durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass die erste Strebe und die zweite Strebe benachbart zu dem Buchsenschaft über zumindest einen ersten Steg, der sich in der X-Richtung erstreckt, miteinander verbunden sind.

Die erfundene Befestigungsvorrichtung, bzw. das Schott hat in vorteilhafter Weise die Eigenschaft, aus zwei Schotthälften, die erste und die zweite Strebe, zu bestehen, die miteinander über den ersten Steg verbunden sind. Dieser erste Steg ermöglicht es, die Befestigungsvorrichtung über den Buchsenschaft mit drei Anlagepunkten, Anlagelinien oder Anlageflächen zu stecken und dort verliersicher und positionsgenau in einem Profil, wie beispielsweise einer U-förmigen Struktur zu verklemmen und im Anschluss, beispielsweise durch Schweißen stoffschlüssig zu verbinden.

Die Ausgestaltung nach Patentanspruch 2, wobei die erste Strebe und die zweite Strebe und der erste Steg einstückig und materialeinheitlich sind, ist eine bevorzugte Ausführungsform, so dass die Befestigungsvorrichtung als ein einzelnes Bauteil dargestellt werden kann. Dieses kann beispielsweise mittels eines Stanzverfahrens kostengünstig hergestellt und in einem Blechbiegeverfahren in einfacher Weise in seiner dreidimensionalen Struktur fertig gestellt werden.

Die Ausgestaltung nach Patentanspruch 3, dass der erste Steg eine erste, in der X- Richtung federnde Prägung aufweist erlaubt in vorteilhafter Weise ein Klemmen des Buchsenschafts mittels der Befestigungsvorrichtung über einen ersten Federmechanismus. Die Verliersicherheit des Buchsenschafts wird nochmals erhöht.

Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 4, wobei die erste Strebe und die zweite Strebe benachbart zu dem Buchsenschaft parallel zu dem ersten Steg über einen zweiten Steg miteinander verbunden sind, erlaubt eine vierseitige Lagepositionierung des Buchsenschafts für eine nochmals erhöhte Positionierungsgenauigkeit.

Dass der zweite Steg gemäß Patentanspruch 5 eine zweite, in der X-Richtung (X) federnde Prägung aufweist, erhöht nochmals die Verliersicherheit und die Positioniergenauigkeit des Buchsenschafts.

Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 6, dass die erste Strebe und/oder die zweite Strebe im Bereich des Buchsenschafts eine in der X-Richtung federnde Lasche aufweist, die die Befestigungsvorrichtung gegenüber dem Buchsenschaft federnd abstützt, verbessert nochmals die Lagepositionierung des Buchsenschafts in der X-Richtung aufgrund des zweiten Federmechanismus.

Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 7, dass die erste Strebe und die zweite Strebe an jedem Ende eine parallel zur jeweiligen Seitenwange umgebogene Lasche aufweist, die sich an einer Seitenwange abstützt, erleichtert die Arretierung und die Befestigung der Befestigungsvorrichtung in der U-förmigen Struktur.

Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 8, dass die Laschen federnd auf der ersten und/oder zweiten Seitenwange abgestützt sind, werden die Montage und die Befestigung der Befestigungsvorrichtung in der U-förmigen Struktur, bzw. dem Profil erleichtert. Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 9, dass die Befestigungsvorrichtung materialschlüssig mit dem Buchsenschaft und/oder der Struktur verbindbar ist, ist eine bewährte und bevorzugte Ausführungsform.

Besonders bevorzugt erfolgt die Verbindung gemäß Patentanspruch 10, durch Schweißen oder Löten.

Die Befestigungsvorrichtung besteht gemäß Patentanspruch 11 bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff, wie einem Stahlwerkstoff oder einem Leichtmetall, wie z. B. Aluminium oder aus einem Kunststoff, bevorzugt einem glasfaserverstärkten oder kohlefaserverstärkten Kunststoff (GFK; CFK).

Weiter wird ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung beansprucht.

Im Folgenden ist die Erfindung in zwei Figuren anhand des Standes der Technik und in fünf Figuren entsprechend der Erfindung kurz erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf eine erste Befestigungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik.

Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf einen Schnitt durch eine zweite Befestigungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik.

Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf eine erste Befestigungsvorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 4 zeigt eine Aufsicht auf eine zweite Befestigungsvorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 5 zeigt eine Aufsicht auf eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung. Fig. 6 zeigt eine Aufsicht auf eine Abwicklung einer ersten erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung.

Fig. 7 zeigt eine Aufsicht auf eine Abwicklung einer zweiten erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung.

Im Folgenden gelten in den Figuren 1 bis 7 für gleiche Bauelemente die gleichen Bezugsziffern.

Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf eine erste Befestigungsvorrichtung 1 für einen karosseriebaufesten Buchsenschaft 2 gemäß dem Stand der Technik. Die Befestigungsvorrichtung 1 ist für einen in diesem Ausführungsbeispiel im Querschnitt quadratischen Buchsenschaft 2, der sich weitgehend in einer Z-Richtung erstreckt vorgesehen. Der Buchsenschaft 2 ist in einer zumindest abschnittsweise U-förmigen Struktur 3, einem Profil, das sich weitgehend in einer X-Richtung erstreckt mit einem Boden der sich in einer X-Y-Richtung erstreckt und einer ersten und einer zweiten Seitenwange 4, 5, die sich weitgehend in einer Z-Richtung erstrecken, befestigbar. Der Buchsenschaft 2 ist an den Boden 6 weitgehend normal zu einer Bodenfläche angeordnet und befestigt. Hierfür weist der Buchsenschaft 2 beispielsweise einen in Figur 2 erkennbaren, nicht bezifferten Befestigungsfuß auf. Die Befestigung kenn beispielsweise mittels Reibschweißen erfolgen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Buchsenschaft 2 auch durch eine Bohrung in dem Boden 6 gesteckt und gefügt sein.

In einem Koordinatensystem links unterhalb von Figur 1 sind die X-Richtung, die Y- Richtung und die Z-Richtung dargestellt.

Die Befestigungsvorrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus einer ersten Strebe 7 und einer, zu der ersten Strebe 7 parallel angeordneten zweiten Strebe 8, die sich weitgehend normal zu einer nicht bezifferten Längsachse des Buchsenschafts 2 in der Y-Richtung erstrecken. Die Steben 7, 8 liegen an dem Buchsenschaft 2 an und erstrecken sich in der U-förmigen Struktur 3 von einer Seitenwange 4 zu einer gegenüberliegenden Seitenwange 5, wobei jede Strebe 7, 8 an einem Ende eine parallel zur jeweiligen Seitenwange 4, 5 umgebogene Lasche 9, 10 aufweist, die sich an der Seitenwange 5 abstützen. Weiter weisen die Streben 7, 8 nicht bezifferte Verstärkungssicken auf.

Derartige, gattungsgemäße Befestigungsvorrichtungen 1 , bzw. Verstärkungsschotte werden beispielsweise im Kraftfahrzeugbau verwendet. Ein Anwendungsbeispiel für Verstärkungsschotte ist z. B. die Verwendung als Fahrwerksbuchsen, zur Anbindung von Achsträgern. Der abzustützende Buchsenschaft 2 wird beispielsweise in das Profil, bzw. U-förmige Struktur 3 gesteckt und mit diesem verbunden. Weitere Anwendungsbeispiele sind beispielsweise Achsenbuchsen, der Hinterbau eines Kraftfahrzeuges mit Querträger und mit Anbindungspunkten für z. B. Hochvoltspeicher.

Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf einen Schnitt durch eine zweite Befestigungsvorrichtung 1 gemäß dem Stand der Technik. In dieser Darstellung weist die Befestigungsvorrichtung 1 keine Verstärkungssicken auf. Deutlich erkennbar ist der nicht bezifferte Befestigungsfuß des Buchsenschafts 2, der auf dem Boden 6 der U- Förmigen Struktur 3 aufliegt und auch beispielsweise durch Reibschweißen mit dem Boden 6 verbunden sein kann. Der Buchsenschaft 2 weist eine zentrische Bohrung 17 auf, in die beispielsweise weitere Bauteile eingebracht und befestigt werden können. Die Befestigungsvorrichtung 1 erstreckt sich in diesem Ausführungsbeispiel über den Befestigungsfuß. Weitere Buchsenschafte 2 können beispielsweise auch einen runden oder rechteckigen Querschnitt aufweisen, je nachdem für welchen Anwendungsfall sie eingesetzt werden.

Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf eine erste Befestigungsvorrichtung 1 für einen karosseriebaufesten Buchsenschaft 2 gemäß der Erfindung. Im Unterschied zu Figur 1 und Figur 2 sind die erste Strebe 7 und die zweite Strebe 8 benachbart zu dem Buchsenschaft 2 in diesem Ausführungsbeispiel über einen ersten Steg 11 und einen zweiten Steg 13, die sich in der X-Richtung erstrecken, miteinander verbunden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann auch nur ein einzelner Steg 11 oder 13 vorgesehen sein.

Weiter sind bevorzugt die erste Strebe 7, die zweite Strebe 8 sowie der erste Steg 11 und der zweite Steg 13 einstückig und materialeinheitlich. Dies ist eine bevorzugte Ausführungsform, bei der die Befestigungsvorrichtung 1 als ein einzelnes Bauteil, gegenüber mindestens zwei Bauteilen, wie aus dem Stand der Technik bekannt, dargestellt werden kann. Die Befestigungsvorrichtung 1 kann beispielsweise mittels eines Stanzverfahrens und einem anschließenden Blechbiegeverfahren in einfacher Weise kostengünstig dargestellt werden.

Weiter weist der erste Steg 11 eine erste, in der X-Richtung federnde Prägung 12 auf und der zweite Steg 13 eine zweite, ebenfalls in der X-Richtung federnde Prägung 14 auf. Dies erlaubt in vorteilhafter Weise ein Klemmen des Buchsenschafts 2 mittels der Befestigungsvorrichtung 1 mit einem ersten Federmechanismus. Die Verliersicherheit des Buchsenschafts 2 wird nochmals erhöht. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann auch nur ein Steg 11 , 13, diese Prägung aufweisen.

Ferner weist die erste Strebe 7 im Bereich des Buchsenschafts 2 eine in der X- Richtung federnde Lasche 15 auf, die die Befestigungsvorrichtung 1 gegenüber dem Buchsenschaft 2 federnd abstützt. Diese federnde Lasche 15 ist in den Figuren 5 und 6 dargestellt. In weiteren Ausführungsbeispielen können auch die erste Strebe 7 und/oder die zweite Strebe 8 eine derartige federnde Lasche 15 aufweisen. Diese Ausgestaltungen verbessern nochmals die Lagepositionierung des Buchsenschafts 2 in der X-Richtung durch einen zweiten Federmechanismus.

Weiter weisen die erste Strebe 7 und die zweite Strebe 8 an jedem Ende eine parallel zur jeweiligen Seitenwange 4, 5 verlaufende umgebogene Lasche 9, 10 auf, die sich jeweils an einer Seitenwange 4, 5 abstützen. Diese Ausführung erleichtert die Arretierung und die Befestigung der Befestigungsvorrichtung 1 in der U-förmigen Struktur 3, bzw. in dem U-förmigen Profil. Es besteht auch die Möglichkeit, dass jede Strebe 7, 8 nur eine einzige umgebogene Lasche 9, 10 aufweist. Die Strukturfestigkeit der Gesamtkonstruktion ist dann jedoch nicht mehr so groß und die Belastungsgrenzen sind geringer.

Darüber hinaus sind die Laschen 9, 10 federnd auf der ersten und/oder zweiten Seitenwange 4, 5 abgestützt. Diese Ausführungsform erleichtert die Arretierung und die Befestigung der Befestigungsvorrichtung 1 in der U-förmigen Struktur 3, bzw. in dem U-förmigen Profil. Die Befestigungsvorrichtung 1 ist vorzugsweise materialschlüssig mit dem Buchsenschaft 2 und/oder der U-förmigen Struktur 3 verbunden. Dies kann beispielsweise durch Schweißen oder Löten erfolgen. Weiter sind auch Klebverbindungen für Befestigungsvorrichtungen 1 aus einem Kunststoff möglich.

Die Befestigungsvorrichtung 1 ist vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff oder aus einem Kunststoff. Ein metallischer Werkstoff ist beispielsweise ein Stahlwerkstoff oder einem Leichtmetall, wie z. B. eine Aluminiumlegierung. Als Kunststoff kommt bevorzugt ein glasfaserverstärkter (GFK) oder ein kohlefaserverstärkter Kunststoff (CFK) zum Einsatz. Bei Kunststoffen wird vorzugsweise geklebt.

Fig. 4 zeigt eine Aufsicht auf eine zweite Befestigungsvorrichtung 1 für einen karosseriebaufesten Buchsenschaft 2 gemäß der Erfindung. Im Gegensatz zu der Ausführungsform in Figur 3 sind die zweite Strebe 8 und die Lasche 10 über ein zum Boden 6 der U-förmigen Struktur 3 planparallele, nicht bezifferte weitere Strebe miteinander verbunden. Diese Ausführungsform erleichtert die Befestigung der Befestigungsvorrichtung 1 in der U-förmigen Struktur 3, da die weitere Strebe direkt mit dem Boden 6, beispielsweise durch Schweißen, wie Punktschweißen verbunden werden kann. Darüber hinaus wird die Struktursteifigkeit der Befestigungsvorrichtung 1 verbessert. Aufgrund dieser Ausgestaltung kann eine die Steifheit erhöhende Versickung der ersten Strebe 7 und der zweiten Strebe 8 geringer ausfallen oder ganz entfallen.

Fig. 5 zeigt eine Aufsicht auf eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 1 für einen karosseriebaufesten Buchsenschaft 2. In Figur 5 ist sehr gut erkennbar, wie die Befestigungsvorrichtung 1 in diesem Ausführungsbeispiel den Buchsenschaft 2 mit quadratischem Querschnitt auf allen vier Seiten umschließt. Weiter weist in diesem Ausführungsbeispiel die erste Strebe 7 im Bereich des Buchsenschafts 2 eine in der X-Richtung federnde Lasche 15 auf, die die Befestigungsvorrichtung 1 gegenüber dem Buchsenschaft 2 federnd abstützt. Diese Ausgestaltung verbessert nochmals die Lagepositionierung des Buchsenschafts 2 in der X-Richtung durch den zweiten Federmechanismus. Selbstverständlich kann auch die zweite Strebe 8 eine in der X-Richtung federnde Lasche 15 aufweisen.

Weiter weisen der erste Steg 11 und der zweite Steg 13 eine erste und eine zweite in der X-Richtung elastische Prägung 12, 14 auf.

Weiter sind in Figur 5 vier Schweißelektroden 16 dargestellt, die verdeutlichen, wie die Befestigungsvorrichtung 1 an den Buchsenschaft 2 und die erste und die zweite Seitenwange 4, 5, der U-förmigen Struktur 3 beispielsweise angeschweißt werden kann. Selbstverständlich sind auch Löten oder Kleben, auch abhängig vom Material der Befestigungsvorrichtung 1 , als Verbindungsmethoden einsetzbar.

Somit kann die Montage der Befestigungsstruktur 1 in der U-förmigen Struktur 3 mit folgenden Verfahrensschritten dargestellt werden:

- Befestigen des Buchsenschafts 2 auf dem Boden 6 der U-förmigen Struktur 3;

- Einbringen der Befestigungsstruktur 1 in die U-förmige Struktur 3 und Lagepositionierung radial außen um den Buchsenschaft 2;

- Befestigung der Befestigungsstruktur 1 an dem Buchsenschaft 2 und an der ersten und/oder der zweiten Seitenwange 4, 5.

Fig. 6 zeigt eine Aufsicht auf eine Abwicklung einer ersten erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 1 für einen karosseriebaufesten Buchsenschaft 2, die einstückig und materialeinheitlich beispielsweise als Blechstanzteil ausgeführt ist. Zentral ist wieder der Buchsenschaft 2 dargestellt, um den sich die Befestigungsvorrichtung 1 erstreckt. In dem Ausführungsbeispiel in Figur 6 weist die die erste Strebe 7 der Befestigungsvorrichtung 1 die in der X-Richtung federnde Lasche 15 auf, die die Befestigungsvorrichtung 1 gegenüber dem Buchsenschaft 2 federnd abstützt.

Fig. 7 zeigt eine Aufsicht auf eine Abwicklung einer zweiten erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 1 , die ebenfalls einstückig und materialeinheitlich beispielsweise wieder als Blechstanzteil ausgeführt ist. Zentral ist wieder der Buchsenschaft 2 dargestellt, um den sich die Befestigungsvorrichtung 1 erstreckt. In dem Ausführungsbeispiel in Figur 7 sind wiederum die erste Strebe 7 und die zweite Strebe 8 benachbart zu dem Buchsenschaft 2 über den ersten Steg 11 und den zweiten Steg 13, die sich in der X-Richtung erstrecken, miteinander verbunden. Der erste Steg 11 weist eine erste, in der X-Richtung federnde Prägung 12 auf und der zweite Steg eine zweite, in der X-Richtung federnde Prägung 14.

Aus den Figuren 5 bis 7 ist erkennbar, dass die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung 1 entweder die in der X-Richtung federnde Lasche 15 aufweisen kann und/oder der erste Steg 11 eine erste, in der X-Richtung federnde Prägung 12 und der zweite Steg eine zweite, in der X-Richtung federnde Prägung 14 aufweisen kann.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Befestigungsvorrichtung 1 ermöglicht es, diese über einen Buchsenschaft 2 zu stecken und diesen verliersicher und positionsgenau in einer U-förmigen Struktur 3 zu verklemmen, um im Anschluss geeignet gefügt, beispielsweise durch Schweißen miteinander verbunden zu werden.

Bezugszeichenliste

1 . Befestigungsvorrichtung

2. Buchsenschaft

3. U-förmigen Struktur

4. erste Seitenwange

5. zweite Seitenwange

6. Boden

7. erste Strebe

8. zweite Strebe

9. Lasche erste Strebe

10. Lasche zweite Strebe

11 . erster Steg

12. erste Prägung

13. zweiter Steg

14. zweite Prägung

15. federnde Lasche

16. Schweißelektrode

17. Bohrung

X X-Richtung

Y Y-Richtung

Z Z-Richtung