DE102004062932A1

DE102004062932A1 - Hintere Bodenstruktur eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102004062932A1
Application number: DE200410062932
Authority: DE
Inventors: Thilo Koch; Ralph Koschorrek; Thomas Dr. Krusche
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2024-12-29
Also published as: DE102004062932B4

Abstract

Die Aufgabe, eine hintere Bodenstruktur eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, die im Hinblick auf herkömmliche hintere Bodenstrukturen noch gewichtsgünstiger und deren Herstellungsaufwand noch weiter minimiert ist, wird im Wesentlichen dadurch gelöst, dass dieselbe durch einen sich weitestgehend über die gesamte Fahrzeugbreite erstreckenden Strukturkörper (1) gebildet ist, der seinerseits als Gussbauteil eine Mehrzahl in einer oberen und/oder einer unteren Lastpfadebene (2, 3) angeordnete sowie Längs- und Querlastpfade (4, 5; 6, 7; 8, 9; 10, 11) realisierende Strukturen aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine hintere Bodenstruktur eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens.

Bodenstrukturen an Kraftfahrzeugen werden herkömmlich in einer so genannten Stahl-Schalenbauweise ausgebildet, wobei eine Mehrzahl von offenen oder geschlossenen Hohlprofilen in Form von Längs- und Querträgern untereinander verschweißt und/oder vermittels an sich bekannter mechanischer Befestigungsmittel verbunden werden. Aufgrund der hohen Bauteileanzahl inklusive der erforderlichen Befestigungselemente sind erhebliche Fertigungskosten zu verzeichnen, die obendrein mit einem hohen Gewicht der Bodenstruktur einhergehen.

Um diesem hohen Gewicht sowie den hohen Fertigungskosten zu begegnen, werden u. a. mit der EP 0 900 716 A1 so genannte Gussknoten aus Leichtmetall, wie Aluminium oder Magnesium, oder aus Kunststoff vorgeschlagen, die ihrerseits vermittels Leichtmetall-Strangprofilen und/oder Kunststoffprofilen über angeformte Anschlussteile zu einer Tragstruktur verbunden werden. Durch diese Maßnahme ist sicherlich schon ein gewisser Erfolg hinsichtlich der Verringerung der Bauteileanzahl und der Fertigungskosten zu verzeichnen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine hintere Bodenstruktur eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, die im Hinblick auf herkömmliche hintere Bodenstrukturen noch gewichtsgünstiger und deren Herstellungsaufwand noch weiter minimiert ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe demnach durch eine hintere Bodenstruktur gelöst, die ihrerseits durch einen sich weitestgehend über die gesamte Fahrzeugbreite erstreckenden Strukturkörper gebildet ist, der seinerseits als Gussbauteil eine Mehrzahl in einer oberen und/oder einer unteren Lastpfadebene angeordnete sowie Längs- und Querlastpfade realisierende Strukturen aufweist.

Durch diese Maßnahme wird insbesondere der Herstellungsaufwand minimiert, da der erforderliche Aufwand zur herkömmlichen Verbindung einer Vielzahl von Einzelbauteilen untereinander zu einer tragenden Struktur weitestgehend entfällt. Ferner ist aufgrund der Tatsache, dass zusätzliche Befestigungsmittel entbehrlich sind, eine erhebliche Gewichtsersparnis zu verzeichnen.

Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.

Danach kann gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Strukturkörper einteilig ausgebildet sein. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann es auch angezeigt sein, den Strukturkörper durch zwei separat gefertigte, jedoch im Bereich geteilter Querlastpfade miteinander fest verbindbare Teilstrukturen auszubilden, wodurch die Herstellung des Gusses an sich erleichtert ist. Im Hinblick darauf können des Weiteren die geteilten Querlastpfade jeweils direkt oder über ein zwischengesetztes separat gefertigtes Profilelement miteinander verbindbar sein. Durch besagtes Profilelement können unter Beibehaltung der an sich fertigungstechnisch vorteilhaften integralen Gussstrukturen einfach und kostengünstig Toleranzen ausgeglichen werden. Ferner ist eine leichte Anpassung des Strukturkörpers an Fahrzeugtypen mit unterschiedlichen Fahrzeugbreiten gegeben. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in der oberen Lastpfadebene beidseitig des Kraftfahrzeugs je ein Haupt-Längslastpfad angeordnet, der seinerseits eine Matrize einer Crash-Box mit einem Schweller verbindet. In erfinderischer Fortbildung wird des Weiteren vorgeschlagen, dass ein nach hinten weisender Endabschnitt des Haupt-Längslastpfades durch zumindest ein separat hergestelltes und mit demselben verbindbares Profilelement ersetzt oder vermittels eines solchen in seiner Länge veränderbar ist, wodurch ebenfalls äußerst einfach eine Anpassung der hinteren Bodenstruktur an unterschiedliche Fahrzeugtypen gewährleistet ist. Die besagten separat gefertigten Profilelemente können dabei durch kostengünstig herstellbare Gussteile, Strangpressprofile, IHU-Profile oder rollprofilierte Profile gebildet sein. Als zweckmäßig wird des Weiteren angesehen, wenn in die Struktur des Haupt-Längslastpfades respektive des zumindest einen Profilelementes die Matrize der Crash-Box integriert ist. Ferner wird vorgeschlagen, dass ein hinterer Querlastpfad, ausgehend von einem Haupt-Längslastpfad in Fahrzeugquerrichtung gesehen von der oberen Lastpfadebene in die untere Lastpfadebene, wieder zurück in die obere Lastpfadebene und schließlich weiter zu dem gegenüberliegenden Haupt-Längslastpfad geführt ist. Wie die Erfindung weiter vorsieht, ist ein vorderer Querlastpfad in der unteren Lastpfadebene angeordnet und durch ein Bodenprofil zur Anbindung eines Boden-Mittelteils gebildet sowie beidseitig vermittels je eines Hilfs-Längslastpfades mit den Haupt-Längslastpfaden verbunden. Wie die Erfindung noch vorsieht, sind hinterer und vorderer Querlastpfad vermittels zweier zueinander in Fahrzeugquerrichtung beabstandeter und in der unteren Lastpfadebene angeordneter unterer Längslastpfade miteinander verbunden, wodurch eine hohe Stabilität des Gesamtverbundes zu verzeichnen ist. Denkbar ist es ferner, dass der als Bodenprofil ausgebildete vordere Querlastpfad sich über die Höhe des Bodenprofils hinaus nach unten hin fortsetzt und in einen integral angeformten Batterieträger übergeht. Insoweit kann der Batterieträger einen Absatz zur Fixierung der Batterie in Fahrzeuglängsrichtung aufweisen. Demgegenüber sind dem Batterieträger separate Halter zur Fixierung der Batterie in Fahrzeugquerrichtung und nach oben zuordenbar. Weiterhin wird im Sinne der Erfindung vorgeschlagen, dass der Strukturkörper integral an- oder eingeformte Anbindungen für diverse Anbauteile des Fahrwerks, wie für Federn, Quer- und/oder Längslenker, Spurstangen, Federlenker und/oder andere Anbauteile aufweist. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Maßnahme ist vorgesehen, dass vermittels definierter örtlicher Verrippungen o. dgl. definierte Versteifungs- und/oder Deformationszonen der Längs- und/oder Querlastpfade erzielbar sind. Die Verrippungen o. dgl. sind derart angeordnet, dass eine abgestufte Steifigkeit der hinteren Bodenstruktur respektive des Strukturkörpers in Fahrzeuglängs- und/oder -querrichtung erzielbar ist. Wie die Erfindung zudem vorsieht, kann zwischen den Haupt-Längslastpfaden ein separat hergestellter und wannenförmig ausgebildeter Unterboden vorgesehen sein, der sich seinerseits auf integralen Befestigungsmitteln eines oder mehrerer der unteren Quer- und/oder Längslastpfade abstützt. Der wannenförmig ausgebildete Unterboden kann beispielsweise durch ein Kunststoff-Metall-Hybridbauteil gebildet sein. Insofern ist auch vorgesehen, dass zur Gewährleistung einer ebenen Auflagefläche für einen an sich bekannten Oberboden sich die Oberkante des besagten wannenförmigen Unterbodens wenigstens abschnittsweise nach oben über die Haupt-Längslastpfade hinaus fortsetzt. Der Oberboden kann dabei die gesamte Laderaumbreite des Kraftfahrzeugs überspannen und ist vorzugsweise als Strangpressprofil ausgebildet. Zweckmäßigerweise weist der Oberboden auch eine oder mehrere vorzugsweise verschließbare Öffnungen zur Gewährleistung der Zugänglichkeit zum Unterboden auf. Wie die Erfindung schließlich noch vorsieht, besteht der Strukturkörper aus Metallguss, vorzugsweise aus Leichtmetallguss.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
1 eine kleinmaßstäbige Darstellung der erfindungsgemäßen hinteren Bodenstruktur (perspektivische Ansicht),
2 die Bodenstruktur nach 1 in einer großmaßstäbigen Darstellung,
3 die Bodenstruktur nach 2 in einer Draufsicht,
4 die Ansicht "A" nach 3,
5 eine perspektivische Detaildarstellung der Bodenstruktur von vorne links oben gesehen,
6 die perspektivische Detaildarstellung der Bodenstruktur von hinten rechts oben gesehen,
7 die perspektivische Detaildarstellung der Bodenstruktur von hinten rechts unten gesehen,
8 die perspektivische Detaildarstellung der Bodenstruktur von unten nach rechts hinten gesehen,
9 ein Diagramm der Deformationskraft "F" über den Deformationsweg "s" im Hinblick auf eine erfindungsgemäß ausgebildete hintere Bodenstruktur im Falle eines Heckcrashes, und
10–13 weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hinteren Bodenstruktur.
Die 1 und 2 zeigen äußerst schematisch eine hintere Bodenstruktur eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, die erfindungsgemäß durch einen als integrales Gussbauteil, demgemäß einteilig ausgebildeten und sich weitestgehend über die gesamte Fahrzeugbreite erstreckenden Strukturkörper 1 gebildet ist sowie eine Mehrzahl in einer so genannten oberen und/oder einer so genannten unteren Lastpfadebene 2, 3 angeordnete sowie Längs- und Querlastpfade 4, 5; 6, 7; 8, 9; 10, 11 realisierende Strukturen aufweist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Strukturkörper 1 aus Metallguss, vorzugsweise aus Leichtmetallguss, beispielsweise aus Aluminium oder Magnesium bzw. geeigneten Legierungen daraus, und kann nach dem an sich bekannten und besonders wirtschaftlichen Druckgussverfahren oder auch im Sandguss hergestellt werden. Denkbar ist es jedoch auch und wird durch die Erfindung mit erfasst, besagten Strukturkörper 1 aus einem geeigneten und ggf. verstärkten Kunststoff zu fertigen.
Im Kraftfahrzeugbau findet herkömmlich eine Einteilung der Fahrzeugstruktur in Quer- und Längsträger statt. Diese Nomenklatur ist sinnvoll, wenn es sich um die Beschreibung der in Schalen- oder Rahmenbauweise verwendeten Träger als einzelne Bauteile handelt. Da diese herkömmlichen Träger vollständig durch den als integrales Gussbauteil ausgebildeten und mit äußerst komplexen Geometrien ausgestatteten Strukturkörper 1 abgebildet sind, wird vorliegend die Bezeichnung "Lastpfade" verwendet, um eine klare Abgrenzung zu den mehrteiligen Bauweisen sicherzustellen.
Danach ist, wie besonders gut aus 2 in gemeinsamer Anschauung mit 3 ersichtlich, in der oberen Lastpfadebene 2 beidseitig des Kraftfahrzeugs je ein Haupt-Längslastpfad 4, 5 angeordnet, der seinerseits eine Matrize 12 einer so genannten Crash-Box 13 mit einem an sich bekannten, jedoch hier nicht näher gezeigten Schweller verbindet.
Besagte Crash-Box 13 ist vorliegend durch ein sich im Durchmesser verjüngendes Hohlprofil, beispielsweise ein Aluminium-Rundprofil gebildet und in eine Bohrung der Matrize 12 eingeschoben. Die Energieabsorption im Falle eines Heckcrashes erfolgt durch die Reibung der Crash-Box 13 innerhalb besagter Bohrung und durch Verformung derselben (8).
Was die Anbindung der Haupt-Längslastpfade 4, 5 an die Schweller anbelangt, weisen die Haupt-Längslastpfade 4, 5 stirnseitig so genannte Anbindungsflächen 14 auf, die ihrerseits formschlüssig auf den korrespondierenden Schweller aufgeschoben und mit diesem vorzugsweise stoffschlüssig verbunden, beispielsweise verklebt werden (insbes. 2 bis 5).
Die Haupt-Längslastpfade 4, 5 sind des Weiteren vermittels eines hinteren und eines vorderen Querlastpfades 6, 7 in Fahrzeugquerrichtung miteinander verbunden, wobei der hintere Querlastpfad 6, ausgehend von dem einen Haupt-Längslastpfad 4 in Fahrzeugquerrichtung gesehen von der oberen Lastpfadebene 2 in die untere Lastpfadebene 3 und schließlich weiter wieder in die obere Lastpfadebene 2 zu dem gegenüberliegenden Haupt-Längslastpfad 5 geführt ist (2).
Der vordere Querlastpfad 7 ist seinerseits in der unteren Lastpfadebene 3 angeordnet und durch ein Bodenprofil zur Anbindung eines nicht näher gezeigten Boden-Mittelteils gebildet sowie beidseitig vermittels je eines Hilfs-Längslastpfades 8, 9 mit den Haupt-Längslastpfaden 4, 5 verbunden (insbes. 2, 3 und 5).
Besagtes nicht näher gezeigtes Boden-Mittelteil ist vorzugsweise mit dem vorliegend als Winkelprofil ausgebildeten vorderen Querlastpfad 7 (Bodenprofil) durch Klebung verbunden, jedoch sind jedwede anderen an sich bekannten Befestigungsmaßnahmen, wie beispielsweise Schweißung und/oder vermittels herkömmlicher mechanischer Befestigungsmittel ebenfalls denkbar.
Durch diese Maßnahme ist der Strukturkörper 1 auch ohne herkömmlich gesondert vorzunehmende Schubfeldversteifungen äußerst torsionssteif ausgebildet. Des Weiteren können durch die vorstehende besondere Anbindung des Strukturkörpers 1 an die Schweller und das Boden-Mittelteil Crashlasten aus einem Heckcrash definiert in Schweller und Bodenprofil respektive Boden-Mittelteil aufgeteilt werden.
Zwischen hinterem und vorderem Querlastpfad 6, 7 verlaufen vorliegend in der unteren Lastpfadebene 3 zwei zueinander in Fahrzeugquerrichtung beabstandete untere Längslastpfade 10, 11 und verbinden die beiden Querlastpfade 6, 7 miteinander, so dass nunmehr ein äußerst stabiler Rahmen gebildet ist, der, wie bereits oben dargetan, zu einer besonders hohen Stabilität des Gesamtverbundes beiträgt.
Wie den 1 bis 7, insbesondere der 6 weiter zu entnehmen ist, setzt sich der als Bodenprofil ausgebildete vordere Querlastpfad 7 über die Höhe des vertikalen Steges des Winkelprofils hinaus nach unten hin fort und geht in einen integral angeformten, vorliegend rahmenförmigen Batterieträger 15 über. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ferner ein Absatz 16 am Batterieträger 15 zur Fixierung der nicht näher gezeigten Batterie in Fahrzeuglängsrichtung vorgesehen.
Zur Fixierung der Batterie in Fahrzeugquerrichtung und nach oben sind dem Batterieträger 15 zweckmäßigerweise an sich bekannte separate Halter zuordenbar (nicht näher gezeigt).
Die erfindungsgemäße Bodenstruktur in Form des als integrales Gussbauteil ausgebildeten Strukturkörpers 1 weist ein hohes Integrationspotential auf und ist demgemäß besonders prädestiniert, besonders einfach und kostengünstig das Hinterachsfahrwerk aufzunehmen, wodurch ein herkömmlicher zusätzlicher Hilfsrahmen vermieden ist. Insofern können integral an- oder eingeformte Anbindungen 17a–e für diverse Anbauteile des Fahrwerks, wie für Federn, Quer- und/oder Längslenker, Spurstangen, Federlenker u. dgl. mehr vorgesehen sein.
Danach sind gem. 7 in der oberen Lastpfadebene 2 am Haupt-Längslastpfad 4, 5 Anbindungen 17a für Querlenker, Anbindungen 17b für Längslenker sowie Anbindungen 17c für die Federung vorgesehen.
In der unteren Lastpfadebene 3, vorliegend an den unteren Längslastpfaden 10, 11, sind ebenfalls Anbindungen 17d für Querlenker vorgesehen. Ferner sind am hinteren Querlastpfad 6 Anbindung 17e für Federlenker vorgesehen.
Besagte Anbindungen 17a–e können durch Aussparungen, wie beispielsweise Bohrungen, durch Einformungen von separaten Bauteilen, wie Gewindehülsen u. a. mehr, oder durch besondere Ausformungen des Gussmaterials, wie beispielsweise Federteller samt Bohrung zur Festlegung der Federung, gebildet sein. Eine weitere Einformung im Haupt-Längslastpfad 4, 5 kann im Übrigen auch für die Matrize 12 der Crash-Box 13 vorgesehen sein.
Ebenso können weitere nicht näher gezeigte Anbindungen in Form von Aussparungen für Kabelklipse, eingegossenen Gewindebuchsen für beispielsweise eine Abschleppöse und vieles mehr Berücksichtigung finden.
Für den Fachmann sicherlich leicht nachvollziehbar, sind die Möglichkeiten, weitere, hier nicht näher spezifizierte Bauteile, Funktionen und Bauteilanbindungen durch das erfindungsgemäße Gussbauteil abzubilden, nahezu unbegrenzt. Insbesondere lassen sich besonders einfach und kostengünstig komplexe Geometrien zur Verbindung mit benachbarten Modulen der Fahrzeugkarosserie, wie etwa dem Fahrzeugaufbau (Hut) oder dem oben bereits erwähnten Boden-Mittelteil, bestehend aus Schweller und Bodenprofilen, herstellen.
Fernerhin sind vermittels definierter örtlicher Verrippungen 18 o. dgl. auch definierte Versteifungs- und Deformationszonen der Längs- und/oder Querlastpfade 4, 5; 6, 7; 8, 9; 10, 11 erzielbar. So ist aus 2 besonders gut eine Verrippung 18 im Bereich der Querlastpfad-Abzweigung des hinteren Querlastpfades 6 ersichtlich.
Die Verrippungen 18 können in vorteilhafter Weise derart angeordnet sein, dass eine abgestufte Steifigkeit der hinteren Bodenstruktur respektive des Strukturkörpers 1 in Fahrzeuglängs- und/oder -querrichtung erzielbar ist.
9 zeigt beispielgebend ein Diagramm der Deformationskraft "F" über den Deformationsweg "s" im Falle eines Heckcrashes. Danach konnte im Rahmen von umfangreichen Versuchen der gesamte Heckbereich, bestehend aus der erfindungsgemäß ausgebildeten Bodenstruktur in Form eines Strukturkörpers 1 aus Guss, der sich anschließenden Crash-Box 13 samt einem Querträger 19 sowie einem beispielsweise aus Kunststoff und/oder einem Elastomer bestehenden reversiblen Absorber 20, derart in seiner Steifigkeit abgestuft ausgebildet werden, dass in Abhängigkeit von einer bestimmten eingeleiteten Kraft (Deformationskraft "F") infolge eines Heckcrashes eine Verformung weitestgehend auf diesen Heckbereich beschränkt und der Fahrgastzellenbereich 21 gegen Verformung geschützt bleibt und somit ein wirkungsvoller Überlebensraum im besagten Fahrgastzellenbereich 21 geschaffen ist.
Im Unterschied zur herkömmlichen Auslegung der Crash-Box 13 hinten, war nunmehr zum Schutz des Strukturkörpers 1 die Möglichkeit gegeben, höhere Auslegungsgeschwindigkeiten und in Anlehnung an bestehende Crashtests eine einseitige Belastung sowie wesentlich höhere Fahrzeugmassen anzunehmen. Des Weiteren ermöglicht die Verwendung des "Verjüngungsprinzips" für besagte Crash-Box 13 ein hohes Absorptionspotential bei gleichzeitiger Integration der Matrize 12 in den Haupt-Längslastpfad 4, 5. Der reversible Absorber 20 in Form eines nicht näher dargestellten Stoßfängers übernimmt dabei beispielsweise bei "Parkremplern" ein Absorptionspotential von ca. 6 km/h. Um kleine Kräfte aufnehmen zu können, wurde des Weiteren im nachfolgenden Bereich zwischen der Crash-Box 13 und dem hinteren Querlastpfad 6 auf eine Verrippung 18 der Haupt-Längslastpfade 4, 5 verzichtet. D. h., dieselben können durch die gewählte Geometrie in bestimmten Grenzen Energie absorbierend nachgeben. Im Bereich der Selbstschutzzone wurde dagegen die Steifigkeit der Längs- und Querlastpfade 4, 5; 6, 7; 8, 9; 10, 11 durch den Einsatz von Verrippungen 18 derart örtlich definiert erhöht, dass zwar die Anbindungsbereiche der Fahrwerke verformt werden können, jedoch sich eine maximale Steifigkeit in dem Bereich einstellt, wo sowohl der Strukturkörper 1 als auch das Boden-Mittelteil zur erhöhten Steifigkeit beitragen, demgemäß im Bereich des vorderen Querlastpfades 7 und der Anbindung des Strukturkörpers 1 an die Schweller.
Zusammenfassend ist somit festzustellen, dass durch die besondere Auslegung des Strukturkörpers 1 samt der benachbarten Anbauteile eine wesentlich höhere Energie absorbiert werden kann, als bei einer Schalenkonstruktion in Stahl. Durch die Verrippung 18 wird eine hinreichende Steifigkeit zur Fahrwerksanbindung und zur Krafteinleitung auch in den mittleren Bereich des Strukturkörpers 1 ermöglicht.
Um eine noch höhere Versteifung des Strukturkörpers 1 zu erzielen, kann es angezeigt sein, zwischen den Haupt-Längslastpfaden 4, 5 einen separat hergestellten wannenförmig ausgebildeten Unterboden vorzusehen, der sich seinerseits auf integralen Befestigungsmitteln eines oder mehrerer der unteren Längs- und/oder Querlastpfade 6, 7; 8, 9; 10, 11 abstützt. Es wird sozusagen ein Doppelboden mit einer ihm eigenen erhöhten Steifigkeit erzeugt (nicht näher gezeigt).
Als wannenförmig ausgebildeter Unterboden hat sich ein Kunststoff-Metall-Hybridbauteil besonders bewährt, jedoch ist jeder andere geeignete Werkstoff ebenfalls denkbar.
Zur Gewährleistung einer ebenen Auflagefläche für einen nicht näher gezeigten, jedoch an sich bekannten Oberboden, kann sich die Oberkante des besagten wannenförmigen Unterbodens wenigstens abschnittsweise nach oben über die Haupt-Längslastpfade 4, 5 fortsetzen.
Der Oberboden ist vorzugsweise als Strangpressprofil ausgebildet und überspannt die gesamte Laderaumbreite des Kraftfahrzeugs. Ebenso werden eine oder mehrere, vorzugsweise verschließbare Öffnungen im Oberboden zur Gewährleistung der Zugänglichkeit zum Unterboden als vorteilhaft erachtet, so dass der gebildete Hohlraum beispielsweise auch zum Verstauen von diversen Utensilien, wie Werkzeugen u. dgl. oder zur Integration von anderen Einbauteilen, wie beispielsweise Elektronikbauteilen, genutzt werden kann.
Vorstehendes Ausführungsbeispiel stellt im Wesentlichen auf einen einteiligen Strukturkörper 1 ab. Durch die Erfindung mit erfasst ist jedoch auch ein Strukturkörper 1, der seinerseits bei Gewährleistung bzw. Erhöhung der Prozesssicherheit und ohne die Bauteil- und Funktionsintegrität zu vernachlässigen, durch zwei separat gefertigte, jedoch im Bereich geteilter Querlastpfade 6, 7 miteinander fest verbindbare Teilstrukturen 1a, 1b gebildet ist, wodurch insbesondere im Falle eines Crashes und einer erforderlichen Reparatur beispielsweise nur eine der beiden Teilstrukturen 1a, 1b aufgrund von Schäden ausgetauscht werden muss (10).
Des Weiteren kann sich diese Maßnahme auch vorteilhaft auswirken, wenn man bestrebt ist, einheitliche Bauteile (Teilstrukturen 1a, 1b) für verschiedene Fahrzeugtypen bereitzustellen. Insoweit ist es denkbar, die geteilten Querlastpfade 6, 7 nicht direkt miteinander zu verbinden, sondern zwischen denselben zumindest ein separat gefertigtes Profilelement 6a, 6b zu setzen, wodurch äußerst komfortabel zum einen Breitenunterschiede der verschiedener Fahrzeugtypen Berücksichtigung finden und zum anderen nicht zu vermeidende Toleranzen ausgeglichen werden können. Ebenso ist es denkbar, die Profilelement 6a, 6b zur feineren fahrzeugtypenabhängigen Abstufung der Steifigkeit des Strukturkörpers 1 in Fahrzeugquerrichtung zu nutzen.
Insoweit zeigt 11 ein Ausführungsbeispiel, dessen vorderer Querlastpfad 7"lediglich" geteilt ausgebildet ist, wogegen ein mittlerer Abschnitt des hinteren geteilten Querlastpfades 6 obendrein durch ein separat hergestelltes Profilelement 6a ersetzt ist. Demgegenüber ist in 12 ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem der mittlere Abschnitt sowohl des hinteren als auch des vorderen Querlastpfades 6, 7 durch ein separat hergestelltes Profilelement 6a, 7a ersetzt ist. Die Profilelement 6a, 7a sind vorzugsweise durch einfach und kostengünstig zu fertigende Gussteile, Strangpressprofile, IHU-Profile oder rollprofilierte Profile aus beispielsweise Leichtmetall gebildet.
Gem. den 10 bis 12 verfügt der Strukturkörper 1 nicht nur über Potential zum einfachen und kostengünstigen Ausgleich von Toleranzen in Fahrzeugquerrichtung bzw. von Breitenunterschieden im Hinblick auf verschiedene Fahrzeugtypen, sondern es werden auch Maßnahmen vorgeschlagen, die zum Ausgleich von Längenunterschieden geeignet sind. Im Wesentlichen sind danach separat hergestellte und mit dem Haupt-Längslastpfad 4, 5 verbindbare Profilelemente 4a, 5a vorgesehen, die ihrerseits, wie in den 10 bis 12 gezeigt, einen nach hinten weisenden Endabschnitt des Haupt-Längslastpfades 4, 5 ersetzen oder die Möglichkeit eröffnen, denselben in seiner Länge zu verändern.
So ist gem. den 10 bis 12 der Strukturkörper 1 mit seinen Teilstrukturen 1a, 1b auf die relativ komplexe Struktur bis zum hinteren Querlastpfad 6 beschränkt, wogegen die an sich relativ "simplen" hinteren Endabschnitte der Haupt-Längslastpfade 4, 5 durch besagte Profilelemente 4a, 5a ersetzt sind, die ihrerseits vorzugsweise ebenfalls durch einfach und kostengünstig zu fertigende Gussteile, Strangpressprofile, IHU-Profile oder rollprofilierte Profile gebildet sein können.
Es versteht sich für den Fachmann von selbst, dass die Profilelemente 4a, 5a dann auch die Matrize 12 der Crash-Box 13 aufnehmen bzw. eine solche Matrize 12 in dieselben integriert ist.
13 zeigt schließlich den eingangs näher beschriebenen einteiligen Strukturkörper 1 mit Haupt-Längslastpfaden 4, 5, deren hintere Endabschnitte ebenfalls durch Profilelemente 4a, 5a ersetzt bzw. in der Länge veränderbar sind.

1: Strukturkörper
2: obere Lastpfadebene
3: untere Lastpfadebene
4: Haupt-Längslastpfad
4a: Profilelement
5: Haupt-Längslastpfad
5a: Profilelement
6: hinterer Querlastpfad
6a: Profilelement
7: vorderer Querlastpfad
7a: Profilelement
8: Hilfs-Längslastpfad
9: Hilfs-Längslastpfad
10: unterer Längslastpfad
11: unterer Längslastpfad
12: Matrize
13: Crash-Box
14: Anbindungsflächen
15: Batterieträger
16: Absatz
17a–e: Anbindungen
18: Verrippungen
19: Querträger
20: Absorber
21: Fahrgastzellenbereich

Claims

Hintere Bodenstruktur eines Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch einen sich weitestgehend über die gesamte Fahrzeugbreite erstreckenden Strukturkörper (1), der seinerseits als Gussbauteil eine Mehrzahl in einer oberen und/oder einer unteren Lastpfadebene (2, 3) angeordnete sowie Längs- und Querlastpfade (4, 5; 6, 7; 8, 9; 10, 11) realisierende Strukturen aufweist.
Hintere Bodenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strukturkörper (1) einteilig ausgebildet ist.
Hintere Bodenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strukturkörper (1) durch zwei separat gefertigte, jedoch im Bereich geteilter Querlastpfade (6, 7) miteinander fest verbindbare Teilstrukturen (1a, 1b) gebildet ist.
Hintere Bodenstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die geteilten Querlastpfade (6, 7) jeweils direkt oder über ein zwischengesetztes separat gefertigtes Profilelement (6a, 7a) miteinander verbindbar sind.
Hintere Bodenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der oberen Lastpfadebene (2) beidseitig des Kraftfahrzeugs je ein Haupt-Längslastpfad (4, 5) angeordnet ist, der seinerseits eine Matrize (12) einer Crash-Box (13) mit einem Schweller verbindet.
Hintere Bodenstruktur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein nach hinten weisender Endabschnitt des Haupt-Längslastpfades (4, 5) durch zumindest ein separat hergestelltes und mit demselben verbindbares Profilelement (4a, 5a) ersetzt oder vermittels eines solchen in seiner Länge veränderbar ist.
Hintere Bodenstruktur nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die separat gefertigten Profilelemente (4a, 5a, 6a, 7a) durch Gussteile, Strangpressprofile, IHU-Profile oder rollprofilierte Profile gebildet sind.
Hintere Bodenstruktur nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in die Struktur des Haupt-Längslastpfades (4, 5) respektive des zumindest einen Profilelementes (4a, 5a) die Matrize (12) der Crash-Box (13) integriert ist.
Hintere Bodenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein hinterer Querlastpfad (6), ausgehend von einem Haupt-Längslastpfad (4) in Fahrzeugquerrichtung gesehen von der oberen Lastpfadebene (2) in die untere Lastpfadebene (3), wieder zurück in die obere Lastpfadebene (2) und schließlich weiter zu dem gegenüberliegenden Haupt-Längslastpfad (5) geführt ist.
Hintere Bodenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorderer Querlastpfad (7) in der unteren Lastpfadebene (3) angeordnet und durch ein Bodenprofil zur Anbindung eines Boden-Mittelteils gebildet sowie beidseitig vermittels je eines Hilfs-Längslastpfades (8, 9) mit den Haupt-Längslastpfaden (4, 5) verbunden ist.
Hintere Bodenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass hinterer und vorderer Querlastpfad (6, 7) in der unteren Lastpfadebene (3) vermittels zweier zueinander in Fahrzeugquerrichtung beabstandeter unterer Längslastpfade (10, 11) miteinander verbunden sind.
Hintere Bodenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Bodenprofil ausgebildeter vorderer Querlastpfad (7) sich über die Höhe des Bodenprofils hinaus nach unten hin fortsetzt und in einen integral angeformten Batterieträger (15) übergeht.
Hintere Bodenstruktur nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Batterieträger (15) einen Absatz (16) zur Fixierung der Batterie in Fahrzeuglängsrichtung aufweist.
Hintere Bodenstruktur nach einem der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem Batterieträger (15) separate Halter zur Fixierung der Batterie in Fahrzeugquerrichtung und nach oben zuordenbar sind.
Hintere Bodenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Strukturkörper (1) integral an- oder eingeformte Anbindungen (17a–e) für diverse Anbauteile des Fahrwerks, wie für Federn, Quer- und/oder Längslenker, Spurstangen, Federlenker und/oder andere Anbauteile aufweist.
Hintere Bodenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass vermittels definierter örtlicher Verrippungen (18) o. dgl. definierte Versteifungs- und/oder Deformationszonen der Längs- und/oder Querlastpfade (4, 5; 6, 7; 8, 9; 10, 11) erzielbar sind.
Hintere Bodenstruktur nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrippungen (18) o. dgl. derart angeordnet sind, dass eine abgestufte Steifigkeit der hinteren Bodenstruktur respektive des Strukturkörpers (1) in Fahrzeuglängs- und/oder -querrichtung erzielbar ist.
Hintere Bodenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Haupt-Längslastpfaden (4, 5) ein separat hergestellter und wannenförmig ausgebildeter Unterboden vorgesehen ist, der sich seinerseits auf integralen Befestigungsmitteln eines oder mehrerer der unteren Quer- und/oder Längslastpfade (6, 7; 8, 9; 10, 11) abstützt.
Hintere Bodenstruktur nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der wannenförmig ausgebildete Unterboden ein Kunststoff-Metall-Hybridbauteil ist.
Hintere Bodenstruktur nach einem der Ansprüche 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass zur Gewährleistung einer ebenen Auflagefläche für einen Oberboden sich die Oberkante des besagten wannenförmigen Unterbodens wenigstens abschnittsweise nach oben über die Haupt-Längslastpfade (4, 5) hinaus fortsetzt.
Hintere Bodenstruktur nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberboden die gesamte Laderaumbreite des Kraftfahrzeugs überspannt und vorzugsweise als Strangpressprofil ausgebildet ist.
Hintere Bodenstruktur nach einem der Ansprüche 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberboden eine oder mehrere vorzugsweise verschließbare Öffnungen zur Gewährleistung der Zugänglichkeit zum Unterboden aufweist.
Hintere Bodenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Strukturkörper (1) aus Metallguss, vorzugsweise Leichtmetallguss besteht.