DE10040673A1 - Floor structure of vehicle bodywork has one or more flexible fixed-height reinforcing elements between longitudinal and/or transverse bearers - Google Patents
Floor structure of vehicle bodywork has one or more flexible fixed-height reinforcing elements between longitudinal and/or transverse bearersInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Bodenstruktur einer torsions- und/oder biegesteifen Kraftfahrzeugkarosserie, die ihrerseits wenigstens aus zwei äußeren Längsträgern und diese miteinander fest verbindenden Querträgern besteht.The invention relates to a floor structure of a torsion and / or rigid Motor vehicle body, which in turn consists of at least two outer side members and these cross beams are firmly connected.
Es ist allgemein bekannt, dass die Karosseriesteifigkeit, insbesondere Torsions- und Biegesteifigkeit, wesentlich durch die Bodenstruktur des Kraftfahrzeugs beeinflußt wird. Aus der DE 42 32 574 A1 ist es beispielsweise zur Erhöhung der Karosseriesteifigkeit bekannt, die Fahrzeug-Bodengruppe aus einer Kombination einer vierseitigen Trägeranordnung und einer kreuzähnlichen Trägeranordnung zu bilden, wobei die biegesteifen Träger an ihren Kreuzungsstellen starr miteinander verbunden sind.It is well known that body stiffness, particularly torsional and Flexural rigidity, is significantly influenced by the floor structure of the motor vehicle. From DE 42 32 574 A1 it is used, for example, to increase body rigidity known, the vehicle floor pan from a combination of a four-sided Form carrier arrangement and a cross-like carrier arrangement, the rigid beams are rigidly connected to each other at their crossing points.
Des Weiteren ist der DE 44 42 741 A1 eine Bodenstruktur zu entnehmen, die ihrerseits aus mehreren in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander angeordneten, rechteckigen Profilkästen besteht, die sich ihrerseits jeweils aus hochkant angeordneten Kastenteilen zusammensetzen, wobei jeder Profilkasten mit zwei diagonal verlaufenden und sich kreuzenden Verstärkungsstegen versehen sein kann.Furthermore, DE 44 42 741 A1 shows a floor structure, which in turn of several rectangular ones arranged one behind the other in the longitudinal direction of the vehicle Profile boxes consist, which in turn consist of box parts arranged upright put together, each profile box with two diagonally extending and crossing reinforcing webs can be provided.
Ferner wird mit der DE 39 05 650 C2 eine selbsttragende Kraftfahrzeugkarosserie offenbart, die am Boden Streben in Form eines Flachprofils aufweist, die zum einen mit einem Ende seitlich an einem Längsträger festgelegt sind und zum anderen in einem bestimmten Winkel gegen den Fahrzeugmittenbereich gerichtet und sich mit weiteren Streben gegebenenfalls kreuzend, mit dem anderen Ende am Fahrzeugboden befestigt sind.Furthermore, DE 39 05 650 C2 is a self-supporting motor vehicle body disclosed, which has struts in the form of a flat profile on the ground, the one with one end are fixed laterally on a side member and the other in one certain angle directed against the vehicle center area and with other Struts crossing if necessary, attached to the vehicle floor with the other end are.
Allen vorstehenden Lösungen zur Verbesserung der Karosseriesteifigkeit ist gemein, dass diese Ausführungen kompliziert und in Bezug auf Material und Herstellung kostenintensiv sind sowie jeweils lediglich für eng begrenzte Anwendungsfälle geeignet erscheinen.All of the above solutions to improve body rigidity have one thing in common, that these designs are complicated and in terms of material and manufacture are cost-intensive and only suitable for narrowly limited applications appear.
Eine weitere bekannte Lösung zur Verbesserung der Torsionssteifigkeit einer Fahrzeugkarosserie sieht im Bodenbereich derselben eine ringförmig geschlossene Struktur vor, wobei diese als Spannseil oder Spanngurt ausgeführt und zur Erzielung einer Vorspannung mit an sich bekannten Spannvorrichtungen versehen sein kann (DE 196 44 384 A1).Another known solution to improve the torsional rigidity of a The vehicle body sees an annularly closed one in the bottom area thereof Structure before, which is designed as a tension cable or tension belt and to achieve a pretension can be provided with known tensioning devices (DE 196 44 384 A1).
Aus der Praxis ist es bekannt, dass sich in Abhängigkeit von der Fahrzeugart (PKW; LKW) und dem bevorzugt befahrenen Gelände auch das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs grundlegend ändert und es sich demgemäß erforderlich machen kann, die Spannungsverhältnisse einer Karosserie (Torsions- und/oder Biegespannungen) an unterschiedliche bzw. sich gegebenenfalls ändernde Randbedingungen, wie z. B. den befahrenen Untergrund (Normalstraßen; unbefestigtes Gelände) anzupassen, um ein zufriedenstellendes Ergebnis bezüglich des gewünschten Fahrverhaltens zu erzielen. Hier setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.From practice it is known that depending on the type of vehicle (car; Truck) and the preferred terrain, the driving behavior of the Vehicle changes fundamentally and may therefore be necessary the stress relationships of a body (torsion and / or bending stresses) different or possibly changing boundary conditions, such as B. the used surface (normal roads; unpaved terrain) to adapt to a to achieve a satisfactory result with regard to the desired driving behavior. This is where the invention described below comes into play.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bodenstruktur einer torsions- und/oder biegesteifen Kraftfahrzeugkarosserie zu schaffen, die einfach in der Bauweise sowie kostengünstig ist und deren aktuelle Spannungsverhältnisse beliebig, auch auf bestimmte, frei wählbare Bereiche der Bodenstruktur beschränkt, an vorhandene oder gewählte Randbedingungen, wie z. B. zu befahrender Untergrund, mit einfachen Mitteln anpaßbar sind.The object of the invention is a floor structure of a torsion and / or rigid To create motor vehicle body that is simple in construction and inexpensive and their current tension ratios arbitrarily, also to certain, freely selectable Areas of the floor structure limited to existing or selected Boundary conditions, such as B. to drive on, adaptable with simple means are.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in Verbindung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass zwischen den Längs- und/oder Querträgern der Bodenstruktur, ein oder mehrere höherfeste, jedoch flexible und sich gegebenenfalls ein oder mehrmals kreuzende Versteifungselemente, gespannt sind.According to the invention the task in connection with the features in the preamble of Claim 1 solved in that between the longitudinal and / or cross members Soil structure, one or more high-strength, but flexible and possibly one or stiffening elements crossing several times, are tensioned.
In einer Ausgestaltung der Erfindung können die Versteifungselemente aus Materialien metallischer und/oder nichtmetallischer Art gebildet sein.In one embodiment of the invention, the stiffening elements can be made of materials be metallic and / or non-metallic type.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Versteifungselemente Spannseile, Spanngurte oder kettenartige Gebilde sind. In a further embodiment of the invention it is provided that the Stiffening elements are tension cables, tension belts or chain-like structures.
Ferner sieht die Erfindung vor, dass einem oder mehreren Versteifungselementen zur Einstellung von in weiten Grenzen beliebig definierten Spannungszuständen in der Bodenstruktur eine oder mehrere Spannvorrichtungen zugeordnet sein.Furthermore, the invention provides that one or more stiffening elements for Adjustment of voltage states in the field defined within wide limits Soil structure can be assigned one or more clamping devices.
Ebenso ist vorgesehen, dass ein oder mehrere Versteifungselemente gegebenenfalls mit einem Dämpfungselement versehen oder durch ein solches ersetzt sind.It is also provided that one or more stiffening elements, if necessary are provided with a damping element or are replaced by such.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, dass die Dämpfungselemente hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagte und gegebenenfalls von außen ansteuerbare Kolben- Zylinder-Einheiten sind.Furthermore, the invention provides that the damping elements are hydraulic or pneumatically actuated and optionally controllable piston Are cylinder units.
In Fortbildung der Endung ist vorgesehen, dass die Versteifungselemente und/oder Dämpfungselemente mit einer bestimmten frei wählbaren Vorspannung beaufschlagt sind und die Vorspannung derselben in Abhängigkeit vom gewünschten Fahrkomfort des Kraftfahrzeugs gewählt ist.In a further development of the ending it is provided that the stiffening elements and / or Damping elements with a certain freely selectable bias are and the bias of the same depending on the desired driving comfort of the Motor vehicle is selected.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Versteifungselemente und/oder Dämpfungselemente, gegebenenfalls Befestigungspunkte an den Längs- und/oder Querträgern miteinander verbindend, über zugeordnete Umlenkpunkte geführt sind, die ihrerseits an den Längs- und/oder Querträgern und bei Bedarf zwischen denselben an geeigneten Karosseriebauteilen sich abstützend, angeordnet sind.An expedient embodiment of the invention provides that the Stiffening elements and / or damping elements, if necessary Fastening points on the longitudinal and / or cross members connecting with each other, via assigned deflection points are guided, which in turn on the longitudinal and / or Cross beams and if necessary between them on suitable body components supporting, are arranged.
Schließlich sieht die Erfindung noch vor, dass die Versteifungselemente und/oder Dämpfungselemente in einer oder mehreren Ebenen, zwischen den Längs- und/oder Querträgern geführt sind.Finally, the invention provides that the stiffening elements and / or Damping elements in one or more levels, between the longitudinal and / or Cross beams are guided.
Die vorgeschlagene Bodenstruktur einer torsions- und biegesteifen Kraftfahrzeugkarosserie hat im Hinblick auf bekannte Gestaltungen des Fahrzeugbodens mehrere Vorteile.The proposed floor structure of a torsion and bending resistant Motor vehicle body has in view of known designs of the vehicle floor several advantages.
Zum einen ist diese einfach in ihrer Realisierung sowie kostengünstig. Zum anderen sind bei Bedarf bereits fertiggestellte bzw. sich in Benutzung befindliche Karosserien entsprechend nachrüstbar. Firstly, it is simple to implement and inexpensive. On the other hand If necessary, bodies that have already been completed or are in use can be retrofitted accordingly.
Des Weiteren wird nunmehr erstmals die Möglichkeit eröffnet, je nach bevorzugt befahrenem Gelände vorab oder operativ in Anpassung an sich grundlegend verändernde Geländeverhältnisse Spannungszustände der Fahrzeugkarosserie, insbesondere der Bodenstruktur, in weiten Grenzen dem gewünschten Fahrkomfort, beispielsweise bei Fahrten auf normalen Straßen oder bei Fahrten in unbefestigtem und unebenem Gelände anzupassen.Furthermore, the option is now being opened for the first time, depending on the preference basic terrain used in advance or operationally changing terrain conditions tension states of the vehicle body, especially the floor structure, the desired driving comfort within wide limits, for example when driving on normal roads or when driving in unpaved and adapt to uneven terrain.
Ferner besteht die Möglichkeit, Veränderungen der Spannungszustände für ausgewählte Teilbereiche der Bodenstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie zu realisieren.There is also the possibility of changing the voltage states for selected ones To realize partial areas of the floor structure of the motor vehicle body.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher zu erläutern.The invention is illustrated schematically below with reference to the drawings illustrated embodiments to explain in more detail.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 die schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Bodenstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie in einer ersten Ausführung, Fig. 1 is a schematic view of the bottom structure of the invention a motor vehicle body in a first embodiment,
Fig. 2: einen Ausschnitt der Bodenstruktur nach Fig. 1 in einer zweiten Ausführung, . FIG. 2 shows a section of the floor structure according to Figure 1 in a second embodiment,
Fig. 3: einen Ausschnitt der Bodenstruktur nach Fig. 1 in einer dritten Ausführung, . FIG. 3 is a section of the floor structure according to Figure 1 in a third embodiment,
Fig. 4: die Bodenstruktur nach Fig. 1 in einer vierten Ausführung, FIG. 4 shows the bottom structure of Figure 1 in a fourth embodiment.
Fig. 5: die Bodenstruktur nach Fig. 1 in einer fünften Ausführung. FIG. 5 shows the bottom structure of Figure 1 in a fifth embodiment..
Wie in Fig. 1 schematisch gezeigt, besteht die Bodenstruktur 1 einer Kraftfahrzeugkarosserie gemäß vorliegendem Ausführungsbeispiel aus einem Bodenblech 2, dem zwei im Bereich der Fahrgastzelle angeordnete äußere Längsträger 3 zugeordnet sind, die ihrerseits mittels wenigstens zweier Querträger 4, einen geschlossenen Rahmen bildend, untereinander und mit dem Bodenblech 2 fest verbunden, vorzugsweise verschweißt sind.As shown schematically in FIG. 1, the floor structure 1 of a motor vehicle body according to the present exemplary embodiment consists of a floor panel 2 , to which two outer side members 3 arranged in the region of the passenger compartment are assigned, which in turn form one another by means of at least two cross members 4 , forming a closed frame are firmly connected to the base plate 2 , preferably welded.
Sowohl im Heckbereich als auch im Frontbereich der Kraftfahrzeugkarosserie können weitere Längsträger 5 vorgesehen und ebenfalls mittels der vorgenannten Querträger 4 und gegebenenfalls weiterer Querträger 6 untereinander fest verbunden sein. Ferner sind der Fig. 1 die vorderen und hinteren Radausschnitte 7; 8 zu entnehmen.Both in the rear area and in the front area of the motor vehicle body, further longitudinal members 5 can be provided and also be firmly connected to one another by means of the aforementioned cross members 4 and optionally further cross members 6 . . Furthermore, the Figure 1, the front and rear wheel arches 7; 8 can be seen.
Um insbesondere die Torsions- und/oder Biegesteifigkeit der Kraftfahrzeugkarosserie zu verbessern, sind erfindungsgemäß zwischen den Längsträgern 3; 5 und/oder Querträgern 4; 6 flexible Versteifungselemente 9 gespannt, die ihrerseits aus höherfesten Materialien metallischer und/oder nichtmetallischer Art gebildet sind. Hierfür bieten sich insbesondere Spannseile, aber auch Spanngurte oder kettenartige Gebilde aus höherfestem Stahl an.In order to improve in particular the torsional and / or bending stiffness of the motor vehicle body, according to the invention between the side members 3 ; 5 and / or cross members 4 ; 6 flexible stiffening elements 9 stretched, which in turn are made of high-strength materials of metallic and / or non-metallic type. This is particularly useful for tension ropes, but also tension belts or chain-like structures made of high-strength steel.
Nicht auszuschließen ist, dass auch geeignete Kunststoffe oder Verbundwerkstoffe, wie beispielsweise glasfaserverstärkte Kunststoffe zur Anwendung kommen können.It cannot be ruled out that suitable plastics or composite materials, such as For example, glass fiber reinforced plastics can be used.
In der bevorzugten Ausführungsform sind die Befestigungspunkte 10 der Versteifungselemente 9 an den Eckpunkten des gebildeten Rahmens angeordnet, wobei zwei Versteifungselemente 9 diagonal von einem Befestigungspunkt 10 zum anderen über kreuz gespannt sind.In the preferred embodiment, the fastening points 10 of the stiffening elements 9 are arranged at the corner points of the frame formed, two stiffening elements 9 being stretched diagonally from one fastening point 10 to the other.
Selbstverständlich ist die Endung nicht auf diese konkrete Ausführungsform beschränkt.Of course, the ending is not on this specific embodiment limited.
Es versteht sich von selbst, dass vorstehende Lösung fast unbegrenzte Möglichkeiten eröffnet, die Bodenstruktur 1 der Fahrzeugkarosserie zu verspannen.It goes without saying that the above solution opens up almost unlimited possibilities for bracing the floor structure 1 of the vehicle body.
Die Fig. 2 zeigt die Möglichkeit auf, mittels eines einzigen sich zweimal kreuzenden Versteifungselementes 9 die Bodenstruktur 1 zu verspannen, wobei dasselbe entsprechend den Führungslinien a-g von einem Befestigungspunkt 10 über Umlenkpunkte 11, welches beispielsweise nicht näher dargestellte und an sich bekannte Umlenkrollen oder -ösen sein können, zu einem zweiten Befestigungspunkt 10 geführt ist. Fig. 2 shows the possibility to, by means of a single twice intersecting stiffening element 9 to brace the floor structure 1, corresponding to using the same to the guide lines ag of an attachment point 10 via deflection points 11, which, for example, not shown in more detail and eyelets known per se, deflecting rollers or can be led to a second attachment point 10 .
Eine weitere mögliche Ausführung der Bodenstruktur 1 wird in Fig. 3 gezeigt, wobei zwei Versteifungselemente 9 jeweils eine Hälfte der Bodenstruktur 1 getrennt voneinander verspannen und entsprechend der Führungslinien a-c bzw. a'-c' über Umlenkpunkte 11 von einem Befestigungspunkt 10 zu einem weiteren geführt sind.A further possible embodiment of the floor structure 1 is shown in FIG. 3, wherein two stiffening elements 9 each clamp half of the floor structure 1 separately from one another and are guided from one attachment point 10 to another via deflection points 11 in accordance with the guide lines ac or a'-c ' are.
Ebenso besteht die Möglichkeit, zwei Versteifungselemente 9 miteinander gekreuzt ausschließlich zwischen den front- und heckseitig angeordneten Längsträgern 5 zu spannen (Fig. 4).There is also the possibility of tensioning two stiffening elements 9 crossed with one another exclusively between the front and rear side members 5 ( FIG. 4).
Ferner kann auch ein einziges Versteifungselement 9 als geschlossenes Element, erfindungsgemäß zwischen den Längsträgern 3; 5 und/oder Querträgern 4; 6 gespannt, ausschließlich über mehrere Umlenkpunkte 11 geführt sein (nicht näher dargestellt). Furthermore, a single stiffening element 9 as a closed element, according to the invention between the longitudinal beams 3 ; 5 and / or cross members 4 ; 6 tense, be guided exclusively over several deflection points 11 (not shown in detail).
Es ist sicherlich leicht nachvollziehbar, dass aufgrund besonderer Konstruktionsbedingungen es auch angezeigt sein kann, die Versteifungselemente 9 in zueinander unterschiedlichen Ebenen und/oder über zusätzlich Umlenkpunkte 11 zu führen, die sich ihrerseits zwischen den Längsträgern 3; 5 und/oder Querträgern 4; 6 an geeigneten Karosseriebauteilen, wie z. B. dem Bodenblech 1, abstützen (nicht näher dargestellt).It is certainly easy to understand that, due to special design conditions, it may also be appropriate to guide the stiffening elements 9 in mutually different planes and / or via additional deflection points 11 , which in turn are located between the longitudinal beams 3 ; 5 and / or cross members 4 ; 6 on suitable body components, such as. B. the bottom plate 1 , supported (not shown).
Wie vorstehend bereits ausgeführt, kann es erforderlich werden, bestimmte definierte Spannungszustände der Bodenstruktur 1 und damit der Fahrzeugkarosserie zu erzeugen, um beispielsweise den Fahrkomfort an bestimmte vorgegebene oder sich ändernde Straßen- oder Geländeverhältnisse anzupassen.As already explained above, it may be necessary to generate certain defined tension states of the floor structure 1 and thus of the vehicle body in order, for example, to adapt the driving comfort to certain predetermined or changing road or terrain conditions.
Hierfür eignen sich an sich bekannte Spannvorrichtungen 12 (Fig. 1-5), wie beispielsweise nicht näher dargestellte Spannschrauben.Known clamping devices 12 ( FIGS. 1-5) are suitable for this, such as clamping screws (not shown in more detail).
Insbesondere bei der Verwendung mehrerer Versteifungselemente 9 gemäß den Fig. 1 und 3 werden die Voraussetzungen für die gegebenenfalls in weiten Grenzen unterschiedliche Verspannung ausgewählter Teilbereiche der Bodenstruktur 1 mittels der Spannvorrichtungen 12 geschaffen, wobei die Versteifungselemente 9 getrennt voneinander mit einer definierten Vorspannung beaufschlagt werden können.1 and 3, in particular when using a plurality of stiffening elements 9 as shown in FIGS. 1 and 3, the prerequisites are created for the bracing of selected partial areas of the floor structure 1 , which may vary widely, by means of the tensioning devices 12 , the stiffening elements 9 being able to be subjected to a defined prestressing separately from one another.
Ist es gewünscht, die gewählten Spannungszustände in der Bodenstruktur 1 noch feiner beeinflussen zu können, kann es angezeigt sein, den Versteifungselementen 9 sogenannte Dämpfungselemente 13 in Form beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagter und gegebenenfalls von außen ansteuerbarer Kolben- Zylinder-Einheiten, auch als Linearantriebe bezeichnet, zuzuordnen (Fig. 5) oder die Versteifungselemente 9 durch solche Dämpfungselemente 13 zu ersetzen (nicht näher dargestellt).If it is desired to be able to influence the selected tension states in the floor structure 1 even more finely, it may be appropriate to provide the stiffening elements 9 with so-called damping elements 13 in the form of, for example, hydraulically or pneumatically actuated piston-cylinder units, which can also be controlled from the outside, also referred to as linear drives assign ( Fig. 5) or to replace the stiffening elements 9 by such damping elements 13 (not shown).
Mit dieser Maßnahme werden die Voraussetzungen geschaffen, auch während des eigentlichen Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs die Spannungszustände der Bodenstruktur 1 veränderlich zu gestalten, wobei die Dämpfungselemente 13 über Druckmedienleitungen 14 mit einer nicht näher dargestellten, jedoch an sich bekannten, den erforderlichen Mediendruck erzeugenden Vorrichtung verbunden und mittels einer beispielsweise innerhalb der Fahrgastzelle angeordneten und bedienbaren zentralen Steuer- und Regeleinrichtung beeinflußbar sind.With this measure, the prerequisites are created to make the voltage states of the floor structure 1 variable even during the actual driving operation of the motor vehicle, the damping elements 13 being connected via pressure media lines 14 to a device, not shown in detail, but known per se, which generates the required media pressure and by means of a central control and regulating device arranged and operable within the passenger compartment, for example, can be influenced.
Claims (10)
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