AT400325B - Kraftfahrzeugkörper - Google Patents

Description

AT 400 325 B

Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugkörper, der aus einem Vorderwagen und einem Hinterwagen je mit Radhäusern und Seitenwänden, beiderseits von zwei je an einer Seite angeordneten Schwellern und einer Bodenplatte besteht, wobei innen über der Bodenplatte ein querliegender Torsionskasten und an jeder Seite eine längsliegende Schwellerverstärkung und vorgesehen sind.

Derartige Verstärkungen sind erforderlich, um dem Körper eines Kraftfahrzeuges mit abnehmbarem oder faltbarem Dach ausreichende Biege- und Torsionssteifigkeit zu verleihen. Diese wird geschlossenen Fahrzeugen durch das Dach, insbesondere durch die Dachholme verliehen. Bei offenen Kraftfahrzeugen wird heute meist auf in Großserie hergestellte Körper geschlossener Fahrzeuge zurückgegriffen, die dazu mit Verstärkungen ausgerüstet werden.

Diese werden bereits an der Rohkarosserie angebracht, entweder durch Widerstandsschweißen oder durch ein Schmelzschweißverfahren. Im ersten Fall ist die Zugänglichkeit der Schweißpunkte problematisch und Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit oft mangelhaft. Im zweiten Fall sind die Schweißstellen schwer zugänglich und es können Verziehungen des Wagenkörpers auftreten.

Oft werden offene Fahrzeuge sogar durch nachträglichen Umbau geschlossener Fahrzeuge hergestellt. Das Verschweissen der Verstärkungen mit dem Wagenkörper ist dann besonders nachteilig, da alle wärmeempfindlichen Teile (nicht nur die gesamte Innenausstattung, sondern auch der Kraftstofftank) demontiert werden müssen und außerdem sichergestelit sein muß, daß die bereits lackierten Außenflächen des Fahrzeuges nicht in Mitleidenschaft gezogen werden.

Es ist daher Ziel der Erfindung, eine Bauweise vorzuschlagen, die den Festigkeitsanforderungen in jeder Hinsicht entspricht und ohne die Nachteile der bekannten Lösungen schnell und einfach, auch nachträglich, zu montieren ist.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Schwellerverstärkungen und der Torsionskasten eine vormontierte Einheit bilden, die in den Fahrzeugkörper eingesetzt und durch Klebung und eine Anzahl Nieten oder Schrauben mit den Schwellern und der Bodenplatte verbunden ist.

Die Verstärkungseinheiten können somit außerhalb des Fahrzeuges kostengünstig gefertigt werden. Die Verbindung mit dem Fahrzeugkörper geht schnell und leicht. Im Falle des Einbaues in ein fertiges Fahrzeug sind nur wenige Vorarbeiten nötig, weil bei der Verbindung mit dem Körper keine Erwärmung auftritt. Es hat sich gezeigt, daS bei Wahl eines geeigneten Klebstoffes die Tauchgrundierung nicht stört, sodaß der Einbau in eine Rohkarosserie nicht vor der Grundierung erfolgen muß. Weiters hat die Klebung folgende Vorteile: bei großflächiger Verbindung hohe Festigkeit, vor allem bei Schubspannungen, die bei Torsion vorwiegend auftreten und gute Dämpfung, was durch Akustikmessungen nachgeprüft wurde.

In Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich jede Schwellerverstärkung bis zum vorderen Radhaus und zum hinteren Radhaus, ist mit einem etwa vertikalen Anschlußblech versehen und ist mit dem vorderen und hinteren Radhaus und mit den Seitenwänden des Vorderwagens bzw Hinterwagens großflächig verklebt. Dadurch sind die Radhäuser in die Versteifung des Fahrzeugkörpers einbezogen. Das Anschlußblech stellt durch die Verbindung mit Radhaus und Seitenwand eine sehr wirksame Versteifung bei Torsionsbeanspruchung und Biegebeanspruchung des Fahrzeugkörpers dar. Dabei gestattet das Verkleben auch sehr große Unterschiede der Blechstärken und die Kräfte werden über große Flächen eingeleitet, sodaß keine Spannungsspitzen auftreten.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besteht jede Schwellerverstärkung aus einem mit dem entsprechenden Schweller verklebten ersten Profil und einem mit dem ersten Profil verschweißten zweiten Profil, das bis zu mindestens einem der Radhäuser reicht und mit dem Anschlußblech entweder einstückig ausgebildet oder fest verbunden ist. Die Zweiteilung erlaubt eine bessere Anpassung an den Spannungsverlauf: Das erste Profil ist nur so lang wie der Schweller und bildet - obwohl es selbst nur ein offenes Profil ist - durch Verkleben mit dem geschlossenen Schweller wieder ein geschlossenes Profil. Das zweite Profil - es wird bereits bei der Vormontage mit dem ersten verschweißt - erhöht die Biegefestigkeit des ersten und stellt die Verbindung zum Radhaus her. Da die Bodenplatte bei Fahrzeugen mit nur zwei Sitzen hinter diesen höher liegt, kann das über dem ersten angeordnete zweite Profil direkt mit der Bodenplatte verklebt werden und bildet so auch wieder ein geschlossenes Profil.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß unter der Bodenplatte Querträger angeordnet und durch diese hindurch mit dem Torsionskasten und Konsolen der darüberliegenden Schwellerverstärkungen verschraubt und verklebt sind. Diese Verstärkung ist vorteilhaft, wenn die Bodenplatte einen Kardantunnel aufweist. Die direkte Verbindung mit den darüberliegenden Verstärkungen schafft einen steifen Rahmen und entlastet die Bodenplatte, wobei auch hier wieder keine Erwärmung nötig ist. in einer bevorzugten Ausführungsform sind zum Verschrauben der Schwellerverstärkungen des Torsionskastens und der Konsolen mit dem Vorderwagen und Hinterwagen Schrauben mit Bohrspitze vorgesehen. Dadurch erübrigt sich das maßgenaue Bohren von Löchern vor der Montage. Die Schrauben werden einfach an den Löchern der Verstärkung angesetzt, wobei auch sehr dicke Bleche kein Hindernis sind. 2

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Gewindeformende Schrauben haben den Vorteil, keine oder nur sehr wenig Späne zu erzeugen.

Da jeder Span ein Korrosionskeim ist, ist das hier von besonderem Vorteil.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer einzigen Zeichnungfigur, die einen Teil des Fahrzeugkörpers von innen in axonometrischer Darstellung zeigt, beschrieben und erläutert.

Der zu verstärkende serienmäßige Fahrzeugkörper ist in der einzigen Zeichnungsfigur in dünnen, strichpunktierten Linien eingezeichnet. Er besteht aus einem Vorderwagen 1 mit vorderen Radhäusern 2 (von denen nur eines zu sehen ist), einfachen oder doppelten Seitenwänden 3 und A-Säulen 4, auf jeder Seite je einem Schweller 5 (er ist in der Abbildung durchgeschnitten, um dessen Querschnitt zu zeigen) mit einem bis zum vorderen Radhaus 2 reichenden Fortsatz 6, und aus einem Hinterwagen 7 mit B-Säulen 8, die mit dem Schweller 5 verbunden sind und mit diesem die Einstiegsöffnung bilden, mit einer inneren und einer äußeren Seitenwand 9,10 und je einem hinteren Radhaus 11 auf jeder Seite. Alte diese Teile sind mit einer Bodenplatte 12 verbunden, meist durch Punktschweißen, die ihrerseits aus einem Fußbodenteil 13, der bei 14 mit den Schwellern 5 verschweißt ist, einem Kardantunnel 15 und einer Stufe 16 besteht, an die der höhergelegene Kofferraumboden 17 anschließt.

Die in diesen Serienkörper einzusetzende Verstärkung ist in starken Linien gezeichnet. Sie besteht aus einer Schwellerverstärkung 20 und aus einem querliegenden Torsionskasten 30. Die Schwellerverstärkung 20 besteht aus einem ersten Profil 21 großer Höhe, das innen an den Schweller 5 anschließt, und zwar über dessen ganze Länge bis zum vorderen Radhaus 2, und einem zweiten Profil 22, das oben auf das erste Profil 21 entlang Schweißnähten 23 angeschweißt ist. Es erstreckt sich nach hinten über die Länge des ersten Profiles 21 hinaus bis zum hinteren Radhaus 11 und ist mit einem im wesentlichen vertikalen Anschlußblech 24 entweder einstückig ausgebildet oder verschweißt. Zwischen dem zweiten Profil 22 und dem Anschlußblech 24 ist an der Stelle der B-Säule 8 noch ein erstes Stehprofil 25 befestigt. Bei der A-Säule 4 ist ein zweites Stehprofil 26 angeschweißt, das über eine Strebe 27 die Verbindung zum vorderen Radhaus 2 herstellt. Anstatt dieser Strebe 27 könnte auch ein nicht dargestelltes Anschlußblech analog dem Anschlußblech 24 hinten vorgesehen sein.

Der querliegende Torsionskasten 30 ist in der dargestellten Ausführungsform ein offenes Profil, bestehend aus einer vertikalen Wand 31, einem oberen horizontalen Schenkel 32 und einem unteren Horizontalschenkel 33. Wie später zu beschreiben, bildet dieser Torsionskasten 30 nach dem Einbau gemeinsam mit der Stufe 16 ein geschlossenes Profil. Das Profil könnte aber auch eine zweite vertikale Wand aufweisen, wenn die Stufe 16 (etwa bei einem Fahrzeug mit zwei Sitzreihen) weit hinter den B-Säuien liegt. Dieser Torsionskasten 30 reicht hier bis zum Kardantunnel 15. Er ist entlang der mit 34 bezeichneten Schweißnaht mit der Schwellerverstärkung 20 starr verbunden. Weiters ist an der Schwellerverstärkung 20 weiter vorne innen noch eine Konsole 35 eingeschweißt.

Die Verstärkungseinheit - sie kann aus zwei Schwellerverstärkungen und einem durchgehenden Torsionskasten oder aus einer Schwellerverstärkung mit einem bis zum Kardantunnel reichenden Torsionskasten bestehen - wird außerhalb des Fahrzeugkörpers zusammengebaut, verschweißt und erst dann in den Körper eingesetzt und mit diesem verklebt. Dazu wird im beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Zweikom-ponenten-Epoxyharz-Klebstoff verwendet, wobei die folgenden Flächen der Verstärkungseinheit mit den entsprechenden Gegenflächen des Fahrzeugkörpers verklebt werden:

Ein unterer und ein oberer Flansch 40,41 des ersten Profiles 21 der Schwellerverstärkung 20 mit dem Schweller 5 und dessen Fortsatz 6: ein Innenflansch 42 des zweiten Profiles 22 der Schwellerverstärkung 20 mit der Bodenplatte 12; das Anschlußblech 24 ganzflächig mit der inneren Seitenwand 9 und über eine Bördelung 43 mit dem hinteren Radhaus 11; das vordere Ende des zweiten Profiles 22 über eine Bördelung 44 mit dem vorderen Radhaus 2 sowie über eine Strebe 27 mit Bördelung 45 ebenfalls mit dem vorderen Radhaus 2; der untere Horizontalschenkel 33 des Torsionskastens 30 großflächig mit der Bodenplatte 12; die Bördelung 46 des Torsionskastens 30 mit dem Kardantunnel 15; der den Kofferraumboden 17 überragende Teil 47 des oberen horizontalen Schenkels 32 mit dem Kofferraumboden 17; und die Lasche 48 der Konsole 35 mit der Bodenplatte 12.

Die kleinen Ringe an den aufgezählten Klebeflächen deuten die an den Teilen der Verstärkung vorgesehenen und bereits bei der Fertigung der Einzelteile eingestanzten Löcher an, in die beim Einbau die Schrauben oder Nieten eingesetzt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind es Bohrschrauben, die erst beim Einbau der Verstärkung in den Fahrzeugkörper eingeschraubt werden, wobei sie durch die in den Verstärkungsteilen bereits vorhandenen Löcher positioniert werden und so im Fahrzeugkörper an der richtigen Stelle das zweite Loch mit Gewinde herstellen. Dadurch treten beim Verschrauben keine Passungsprobleme auf. 3

Claims (5)

1. AT 400 325 B Die Bohrschrauben sind dort wo die jeweilige Blechstärke des Fahrzeugkörpers gering ist, solche, die beim Einschrauben überhaupt keine Späne erzeugen, und bei dickeren Blechen solche mit Bohrspitze, die nur sehr wenige Späne erzeugen. Das ist erwünscht, weil lose Metallspäne Korrosionskeime sind. Die erfindungsgemäßen Verstärkungen können bei Fahrzeugem mit Kardantunnel ebenso verwendet werden wie bei Fahrzeugen ohne Kardantunnel. Bei ersteren werden die Verstärkungen für jede Seite getrennt vorgefertigt und in der beschriebenen Weise montiert. Zur weiteren Versteifung des Wagenkörpers können nach Einbau der Verstärkungen noch unterhalb der Bodenplatte Querträger 50, 51 angebracht sein. Diese werden an Flächen 52,53 unten mit der Bodenplatte 13 verklebt und durch die Bodenplatte hindurch mit der Lasche 48 der Konsole 35 bzw dem unteren Horizontalschenkel 33 des Torsionskastens 30 verschraubt. Weiters kann noch ein Querverstärkungsprofil 54, das über die gesamte Fahrzeugbreite reicht, die Torsionskästen 30 auf der linken und rechten Seite des Kardantunnel 15 miteinander verbinden. Dazu wird die Querverstärkung 54 mittels einer vertikalen Fläche 55 und einem horizontalen Flansch 56 mit den Torsionskästen 30 in der geschilderten Weise verklebt und verschraubt. Der Vollständigkeit halber ist noch eine weitere, bisweilen notwendige, Querverstärkung 58 angedeutet, die die zweiten Stehprofile 26 auf der rechten und linken Seite des Fahrzeuges miteinander verbindet und in eingebautem Zustand unter dem nur angedeuteten Armaturenbrett verläuft. Patentansprüche 1. Kraftfahrzeugkörper, bestehend aus einem Vorderwagen (1) und einem Hinterwagen (7) je mit zwei vorderen Radhäusern (2) bzw. zwei hinteren Radhäusern (11) und Seitenwänden (3,9,10) beiderseits von zwei je an einer Seite angeordneten Schwellern (5) und einer Bodenplatte (13), wobei innen über der Bodenplatte ein querliegender Torsionskasten (30) und an jeder Seite eine längsliegende Schwellerverstärkung (20) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellerverstärkungen (20) und der Torsionskasten (30) eine vormontierte Einheit bilden, die in den Fahrzeugkörper eingesetzt und durch Klebung und eine Anzahl Nieten oder Schrauben mit den Schwellern (5) und der Bodenplatte (13) verbunden ist.
2. 2. Kraftfahrzeugkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schwellerverstärkung (20) sich bis zum vorderen Radhaus (2) und zum hinteren Radhaus (11) erstreckt, mit einem etwa vertikalen Anschlußblech (24) versehen und mit dem vorderen und hinteren Radhaus (2,11) und den Seitenwänden (3,9,10) des Vorderwagens (1) bzw. Hinterwagens (7) großflächig verklebt ist.
3. 3. Kraftfahrzeugkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schwellerverstärkung (20) aus einem mit dem entsprechenden Schweller (5) verklebten ersten Profil (21) und einem mit dem ersten Profil (21) verschweißten zweiten Profil (22) besteht, das bis zu mindestens einem der Radhäuser (2,11) reicht und mit dem Anschlußblech (24) entweder einstückig ausgebildet oder fest verbunden ist.
4. 4. Kraftfahrzeugkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Bodenplatte (13) Querträger (50,51) angeordnet und durch diese hindurch mit dem Torsionskasten (30) und Konsolen (35) der darüberliegenden Schwellerverstärkungen (20) verschraubt und verklebt sind.
5. 5. Kraftfahrzeugkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschrauben der Schwellerverstärkungen (20) des Torsionskastens (30) und der Konsolen (35) mit dem Vorderwagen (1) und Hinterwagen (7) Schrauben mit Bohrspitze vorgesehen sind. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 4