DE102004062932A1 - Rear floor structure, for motor vehicle, has structure body, extended over entire vehicle width, which has structures realized as cast component in upper or lower load path planes as well as longitudinal and transverse load paths - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine hintere Bodenstruktur eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens.The Invention relates to a rear floor structure of a motor vehicle, in particular a passenger car.
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.floor structures On motor vehicles become conventional in a so-called steel shell construction formed, wherein a plurality of open or closed Hollow profiles in the form of longitudinal and crossbeams welded together and / or connected by means of known mechanical fastening means become. Due to the high number of components including the required fasteners Significant manufacturing costs are recorded, which in addition to with associated with a high weight of the soil structure.
Um
diesem hohen Gewicht sowie den hohen Fertigungskosten zu begegnen,
werden u. a. mit der
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.task The present invention is to provide a rear floor structure of a Motor vehicle to create, in terms of conventional rear floor structures even lighter weight and their production costs even further minimized.
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.According to the invention Task solved accordingly by a rear soil structure, the in turn by a largely over the entire vehicle width formed extending structural body is, in turn, as a cast component a plurality in an upper and / or a lower load path level arranged as well as longitudinal and Has transverse load paths realizing structures.
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.By This measure In particular, the production cost is minimized because the required Effort to conventional Connecting a plurality of individual components with each other to a supporting Structure largely eliminated. Further, due to the fact that additional fasteners are dispensable to record a significant weight saving.
Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.The under claims describe preferred developments or refinements of Invention.
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.Thereafter, according to a first preferred embodiment of the invention, the structural body may be integrally formed. According to a further preferred embodiment, it may also be appropriate to form the structural body by two separately fabricated, but in the area divided Querlastpfade firmly connectable substructures, whereby the production of the casting itself is facilitated. In view of this, furthermore, the divided transverse load paths can each be connected to one another directly or via an interposed separately manufactured profile element. By said profile element tolerances can be compensated easily and inexpensively while maintaining the inherently advantageous manufacturing integral cast structures. Furthermore, there is a slight adaptation of the structural body to vehicle types with different vehicle widths. According to a particularly advantageous embodiment of the invention, a main longitudinal load path is arranged on both sides of the motor vehicle in the upper load path plane, which in turn connects a die of a crash box with a sill. In an inventive development is further proposed that a rearwardly facing end portion of the main longitudinal load path is replaced by at least one separately manufactured and connectable with the same profile element or by means of such a variable in length, which also extremely easy to adapt the rear floor structure to different Vehicle types is guaranteed. The said separately manufactured profile elements can be formed by inexpensive producible castings, extruded profiles, hydroforming profiles or roll-profiled profiles. It is further considered appropriate if the matrix of the crash box is integrated into the structure of the main longitudinal load path or of the at least one profile element. Furthermore, it is proposed that a rear transverse load path, starting from a main longitudinal load path in the vehicle transverse direction, is guided from the upper load path plane into the lower load path plane, back into the upper load path plane and finally on to the opposite main longitudinal load path. As the invention further provides, a front transverse load path is arranged in the lower load path plane and formed by a bottom profile for connecting a bottom middle part and connected on both sides by means of an auxiliary longitudinal load path with the main longitudinal load paths. As the invention still provides, the rear and front transverse load paths are connected to one another by means of two lower longitudinal load paths spaced from one another in the vehicle transverse direction and arranged in the lower load path plane, as a result of which a high stability of the overall composite is recorded. It is also conceivable that the formed as a bottom profile front Querlastpfad itself continues down over the height of the soil profile down and merges into an integrally molded battery carrier. In that regard, the battery tray may have a paragraph for fixing the battery in the vehicle longitudinal direction. In contrast, the battery holder separate holder for fixing the battery in the vehicle transverse direction and can be assigned to the top. Furthermore, it is proposed in the sense of the invention that the structural body integrally on or molded connections for various attachments of the chassis, as for springs, transverse and / or trailing arm, tie rods, spring link and / or other attachments. According to a further advantageous measure, it is provided that defined stiffening and / or deformation zones of the longitudinal and / or transverse load paths can be achieved by means of defined local ribs or the like. The ribs o. The like. Are arranged such that a graded stiffness of the rear floor structure respectively of the structural body in the vehicle longitudinal and / or transverse direction can be achieved. As the invention also provides, may be provided between the main longitudinal load paths a separately manufactured and trough-shaped underbody, which in turn is supported on integral fastening means of one or more of the lower transverse and / or longitudinal load paths. The trough-shaped underbody can be formed for example by a plastic-metal hybrid component. In this respect, it is also provided that in order to ensure a flat support surface for a known topsoil, the upper edge of said trough-shaped subfloor continues at least partially upwards beyond the main longitudinal load paths addition. The topsoil can span the entire cargo space width of the motor vehicle and is preferably designed as an extruded profile. Conveniently, the topso also has one or more preferably closable openings to ensure accessibility to the subfloor. As the invention finally provides, the structural body consists of cast metal, preferably of light metal casting.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The The invention will be described below with reference to the drawings illustrated embodiments explained in more detail. It demonstrate:
Die
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform besteht
der Strukturkörper
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
Danach
ist, wie besonders gut aus
Besagte
Crash-Box
Was
die Anbindung der Haupt-Längslastpfade
Die
Haupt-Längslastpfade
Der
vordere Querlastpfad
Besagtes
nicht näher
gezeigtes Boden-Mittelteil ist vorzugsweise mit dem vorliegend als
Winkelprofil ausgebildeten vorderen Querlastpfad
Durch
diese Maßnahme
ist der Strukturkörper
Zwischen
hinterem und vorderem Querlastpfad
Wie
den
Zur
Fixierung der Batterie in Fahrzeugquerrichtung und nach oben sind
dem Batterieträger
Die
erfindungsgemäße Bodenstruktur
in Form des als integrales Gussbauteil ausgebildeten Strukturkörpers
Danach
sind gem.
In
der unteren Lastpfadebene
Besagte
Anbindungen
Ebenso können weitere nicht näher gezeigte Anbindungen in Form von Aussparungen für Kabelklipse, eingegossenen Gewindebuchsen für beispielsweise eine Abschleppöse und vieles mehr Berücksichtigung finden.As well can no further details shown connections in the form of recesses for cable clips, cast Threaded bushes for for example, a towing eye and much more consideration Find.
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.For the expert certainly easy to understand, are the ways, more, here not closer Specified components, functions and component connections to represent the cast component according to the invention, almost unlimited. In particular, can be particularly simple and economical complex geometries for connection to neighboring modules of the Vehicle body, such as the vehicle body (hat) or the top already mentioned Floor center section, consisting of sills and floor profiles produce.
Fernerhin
sind vermittels definierter örtlicher Verrippungen
Die
Verrippungen
Im
Unterschied zur herkömmlichen
Auslegung der Crash-Box
Zusammenfassend
ist somit festzustellen, dass durch die besondere Auslegung des
Strukturkörpers
Um
eine noch höhere
Versteifung des Strukturkörpers
Als wannenförmig ausgebildeter Unterboden hat sich ein Kunststoff-Metall-Hybridbauteil besonders bewährt, jedoch ist jeder andere geeignete Werkstoff ebenfalls denkbar.When trough-shaped Trained subsoil has become a plastic-metal hybrid component especially proven, however, any other suitable material is also conceivable.
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
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.The topsoil is preferably as a strand formed press profile and spans the entire load compartment width of the motor vehicle. Likewise, one or more, preferably closable openings in the topsoil to ensure accessibility to the subfloor are considered advantageous, so that the cavity formed, for example, also for stowing various utensils, such as tools u. Like. Or for the integration of other components, such as electronic components, can be used.
Vorstehendes
Ausführungsbeispiel
stellt im Wesentlichen auf einen einteiligen Strukturkörper
Des
Weiteren kann sich diese Maßnahme auch
vorteilhaft auswirken, wenn man bestrebt ist, einheitliche Bauteile
(Teilstrukturen
Insoweit
zeigt
Gem.
den
So
ist gem. den
Es
versteht sich für
den Fachmann von selbst, dass die Profilelemente
- 11
- Strukturkörperbody structure
- 22
- obere Lastpfadebeneupper Last path level
- 33
- untere Lastpfadebenelower Last path level
- 44
- Haupt-LängslastpfadMain longitudinal load path
- 4a4a
- Profilelementprofile element
- 55
- Haupt-LängslastpfadMain longitudinal load path
- 5a5a
- Profilelementprofile element
- 66
- hinterer Querlastpfadrear Lateral load path
- 6a6a
- Profilelementprofile element
- 77
- vorderer Querlastpfadfront Lateral load path
- 7a7a
- Profilelementprofile element
- 88th
- Hilfs-LängslastpfadAuxiliary longitudinal load path
- 99
- Hilfs-LängslastpfadAuxiliary longitudinal load path
- 1010
- unterer Längslastpfadlower Longitudinal load path
- 1111
- unterer Längslastpfadlower Longitudinal load path
- 1212
- Matrizedie
- 1313
- Crash-BoxCrash box
- 1414
- Anbindungsflächenconnection surfaces
- 1515
- Batterieträgerbattery carrier
- 1616
- Absatzparagraph
- 17a–e17a-e
- Anbindungenconnections
- 1818
- Verrippungenribbings
- 1919
- Querträgercrossbeam
- 2020
- Absorberabsorber
- 2121
- FahrgastzellenbereichPassenger cell area
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