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Die
Erfindung liegt auf dem Gebiet der Fahrzeugtechnik und mechanisch
steifen Fahrzeugkonstruktion, insbesondere von Kraftfahrzeugen,
und betrifft eine Bodenstruktur nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
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Reserveradmulden
sind bei heutigen Fahrzeugen Standard und dienen zur Aufnahme und
zum geschützten
Transport von Reserverädern.
Unter dem Begriff "Reserverad" ist im Rahmen der
vorliegenden Erfindung sowohl ein vollwertiges, mit den übrigen Fahrzeugrädern gleichartiges
Rad als auch ein so genanntes Notrad zu verstehen, das zumeist unter
gewissen Betriebs- und Geschwindigkeitsbeschränkungen bei einem Reifenschaden
als Ersatzrad ausreicht, die nächstgelegene
Werkstatt oder Servicestation zu erreichen.
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Eine
Bodenstruktur der eingangs genannten Art geht aus der Deutschen
Offenlegungsschrift
DE 101
10 163 A1 hervor. Bei dieser bekannten Bodenstruktur ist
eine – üblicherweise
als Schalenkonstruktionen aus Blech oder Kunststoff konzipierte – Reserveradmulde
im Hinterwagenbereich eines Fahrzeugs zwischen den beiden Längsträgern vorgesehen.
Bei dieser Konzeption kann die Reserveradmulde nur einen vergleichsweise
geringen Beitrag zur Steifigkeit der Fahrzeugbodenstruktur leisten.
Deshalb kann bei einem seitlichen oder rückwärtigen Heckaufprall nur relativ
wenig Aufprallenergie durch eine Verformung der Bodenstruktur absorbiert
werden. Mit anderen Worten: Ein großer Anteil der Aufprallenergie
bliebe unabsorbiert und könnte
zu einer Schädigung
der Fahrzeuginsassen und/oder zu erheblichen Verformungen der tragenden
Karosserieteile und damit zu schweren Unfallschäden führen. Vor diesem Hintergrund
sieht die
DE 101 10
163 A1 in den seitlich hinteren Bereichen neben der Reserveradmulde
zwei symmetrisch angeordnete U-förmige
Verstärkungsprofile
vor, die mit jeweils einem der Längsträger verbunden
sind. Damit ist eine Versteifung dieser Heckbereiche realisiert.
Dies erfordert allerdings einen erheblichen konstruktiven und montageseitigen
Aufwand und dennoch ist bei einer direkten heckseitigen Kollision
(also in Längsachse
des Fahrzeugs) im zentralen Fahrzeugbereich nicht in jedem Fall
eine ausreichende Absorption der Aufprallenergie gewährleistet.
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Vor
diesem Hintergrund liegt nun der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, dem Bereich der Reserveradmulde einen noch stärkeren Beitrag
zur Fahrzeugsteifigkeit und zur Stoßenergieabsorption zu ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch eine Bodenstruktur mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst.
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Demgemäß ist bei
der erfindungsgemäßen Bodenstruktur
vorgesehen, dass die Reserveradmulde von einem äußeren, umlaufenden Versteifungsprofil
umgeben ist.
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Die
der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht unter
anderem darin, die unmittelbare Umgebung der Reserveradmulde durch
ein konstruktiv einfaches Bauteil mechanisch erheblich zu stärken.
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Dies
hat den Vorteil, dass somit auch dieser Bodenbereich zur Erhöhung der
Fahrzeugsteifigkeit und im Kollisionsfall zur Umwandlung von Stoßenergie
in Verformungsenergie beiträgt,
ohne dass dabei irreparable oder nur sehr aufwendig zu beseitigende Schäden an der
Fahrzeugkarosserie entstehen. So können bei der erfindungsgemäßen Bodenstruktur zum
Beispiel nach einem Auffahrunfall mit vergleichsweise geringem Aufwand
die Bodenstruktur, also insbesondere die Reserveradmulde und das Versteifungsprofil
als vergleichsweise preiswerte Ersatzteile, ausgetauscht werden.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche
sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
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Eine
konstruktiv bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
die Reserveradmulde in ihrem Innenbereich eine Ausstülpung aufweist,
die von einem umlaufenden Versteifungsprofil verstärkt ist.
Durch die Ausstülpung
wird einerseits eine weitere Versteifung der Reserveradmulde in
deren Boden bewirkt. Andererseits kann die Ausstülpung auch zur Halterung oder
Fixierung des in die Reserveradmulde eingelegten Reserverades dienen.
Das zusätzliche,
die Ausstülpung
verstärkende
Versteifungsprofil trägt
vorteilhafterweise zur Gesamtversteifung im zentralen Muldenbereich
bei.
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Gemäß einer
ebenfalls bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung
ist das Versteifungsprofil ringförmig.
Es kann so als vorgefertigter Verstärkungsring leicht montiert
und fixiert werden. Das Versteifungsprofil kann als zum Beispiel ringförmiges Profil
die Ausstülpung
je nach vorhandenem Bauraum entweder innenseitig oder im Außenbereich
der Ausstülpung – das heißt in dem
Aufnahmebereich für
das Reserverad – angeordnet
sein.
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Eine
weitere Erhöhung
der Steifigkeit des Profils und damit der Verstärkungswirkung für die Bodenstruktur
kann dadurch erreicht werden, dass als Versteifungsprofil ein geschlossenes
Profil dient.
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Das
Profil kann weiter bevorzugt als Hohlprofil ausgestaltet sein. Dies
hat den Vorteil einer vergleichsweise geringen Erhöhung des
Fahrzeugsgewichts durch das zusätzliche
Versteifungsprofil bei dennoch relativ hoher Steifigkeit. Außerdem ermöglicht ein
Hohlprofil nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung
darin zusätzliche
Bauteile, zum Beispiel so genannte Package-Komponenten wie beispielsweise
Steuergeräte,
unterzubringen. Damit wird nicht nur der Bauraum für das Versteifungsprofil besonders
effektiv genutzt, sondern im Falle einer Kollision oder einer Stoßeinwirkung
auch ein gegenüber
einer freien Anbringung der weiteren Bauteile erhöhter Bauteilschutz
gewährleistet.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Versteifungsprofil zumindest
teilweise und vorzugsweise vollständig aus einem einzigen Gussteil
gefertigt. Alternativ wäre
es auch denkbar, wenn das Versteifungsprofil aus einem oder mehreren
Blechteilen gefertigt ist. In ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltungen
kann das Versteifungsprofil zumindest teilweise ein ein Strangpressprofil
enthaltendes Material und/oder ein aus Pressteilen gefertigtes Material
aufweisen.
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Als
Material für
das Versteifungsprofil kommt vorzugsweise Aluminium, Magnesium,
Stahl und/oder Kunststoff in Frage, wobei es sich versteht, dass
das Versteifungsprofil vorzugsweise vollständig, zumindest aber teilweise
aus diesen Materialen gefertigt ist.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Figuren der Zeichnung näher erläutert. Die Figuren zeigen:
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1 in
Aufsicht die grundsätzliche
Anordnung einer erfindungsgemäßen Bodenstruktur,
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2 eine
erfindungsgemäße Bodenstruktur
im Querschnitt und
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3 eine
Variante einer erfindungsgemäßen Bodenstruktur
im Querschnitt.
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In
den Figuren der Zeichnung sind gleiche und funktionsgleiche Elemente-
sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen
worden.
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Die
in 1 gezeigte Bodenstruktur 1 befindet sich
im Heckbereich 2 eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs.
Der Heckbereich ist wie üblich
von zwei Längsträgern 3, 4 durchzogen,
die heckseitig enden und mit Pralltöpfen 5, 6 abgeschlossen
sind, die im Kollisionsfall zusätzlich
Aufprallenergie absorbieren. Zudem sind ein heckseitiger Querträger 7 und
ein in Fahrzeuglängsrichtung
R gesehen davor liegender Querträger 8 vorgesehen,
die den Bereich der Bodenstruktur 1 umgeben. In der Bodenstruktur
ist eine Reserveradmulde 10 eingeformt, beispielsweise
durch Tiefziehen des Bodenblechs in diesem Bereich. Die Reserveradmulde
dient zur Aufnahme eines nicht gezeigten Reserverades. Sie ist von
einem andeutungsweise erkennbaren Versteifungsprofil in Form eines
geschlossenen Ringes 12 umgeben.
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Das
vorbeschriebene Konstruktionsprinzip wird in nachfolgender Zusammenschau
mit der Schnittdarstellung in 2 noch deutlicher.
Man erkennt die Längsträger 3, 4,
auf denen sich die eigentliche Reserveradmulde 10 bzw.
die Bodenstruktur 1 mit einem radial auskragenden Flansch 14 abstützt. Die
Bodenstruktur 1 kann über
den Flansch 14 mit den Längsträgern 3, 4 zum
Beispiel durch stoffschlüssige
Verfahren wie Schweißen
oder Kleben, aber auch durch Nieten oder Schrauben verbunden sein.
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Unterhalb
des Flansches befindet sich das Versteifungsprofil 12,
das durch Schweißen
oder andere Fügeverfahren
mit der Reserveradmulde 10 verbunden sein und somit eine
vorgefertigte Baueinheit bilden kann. Das Versteifungsprofil ist
zur Unterseite hin von einer umlaufenden Blende 15 abgedeckt.
In diesem Beispiel ist das Versteifungsprofil als massiver Ring
ausgestaltet.
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Durch
strichlierte Darstellung ist als zusätzliche Variante eine verstärkende Ergänzung der
Bodenstruktur angedeutet. Hierzu weist der Boden 17 der
Reserveradmulde 10 eine sich in den Aufnahmeraum für das Reserverad
erstreckende Erhebung oder Ausstülpung 18 auf.
Diese kann vorteilhafterweise dem Profil des Reserverades, beispielsweise der
Topographie der Reserveradfelge, angepasst sein und so durch Formschluss
für eine
Fixierung, zumindest aber für
eine Stabilisierung des Reserverades in der Mulde sorgen. Die Ausstülpung 18 kann
in Fortbildung der Erfindung ihrerseits von einem Versteifungsprofil 20 und/oder 21 umgeben
sein. Dabei kann das Versteifungsprofil 20 im Außenbereich
der Mulde, also innerhalb der Ausstülpung vorgesehen sein. Sofern
das Raumangebot innerhalb der Mulde es zulässt, kann das Versteifungsprofil 21 aber
auch innerhalb der Mulde vorgesehen sein und so die Wand 22 der
Ausstülpung
umgeben.
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3 zeigt
im Querschnitt eine Variante der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Bodenstruktur.
Hier weist die zwischen Längsträgern 30, 31 angeordnete
Bodenstruktur 32 wie zuvor beschrieben eine Reserveradmulde 34 auf,
die von einem Versteifungsprofil 35 umgeben ist. Dieses
Versteifungsprofil ist als Hohlprofil 36 mit einem Rechteckquerschnitt 37 ausgestaltet.
In den Innenraum 38 des Hohlprofils sind andeutungsweise
gezeigte Bauteile 39 oder Baugruppen 40 des Fahrzeugs – so genannte
Package-Komponenten – wie
zum Beispiel Steuergeräte
eingebracht. Bei der Variante nach 3 hat die
Bodenstruktur zudem einen stufigen Absatz 41, auf dem das
Versteifungsprofil 35 aufliegt. Der Absatz ist von einer
umlaufenden Abdeckung 42 umgeben. Diese kann lösbar oder
unlösbar
befestigt sein.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern
auf vielfältige
Weise modifizierbar. Insbesondere kann die Bodenstruktur auch im
Frontbereich eines Kraftfahrzeugs angeordnet sein und/oder auch für andere
Fahrzeugarten mit Reserveradmulde vorteilhaft zum Einsatz kommen.
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- R
- Fahrzeuglängsrichtung
- 1
- Bodenstruktur
- 2
- Heckbereich
- 3,
4
- Längsträger
- 5,
6
- Pralltöpfe
- 7,
8
- Querträger
- 10
- Reserveradmulde
- 12
- Versteifungsprofil
- 14
- Flansch
- 15
- Blende
- 17
- Boden
- 18
- Ausstülpung
- 20,
21
- Versteifungsprofile
- 22
- Wand
- 30,
31
- Längsträger
- 32
- Bodenstruktur
- 34
- Reserveradmulde
- 35
- Versteifungsprofil
- 36
- Hohlprofil
- 37
- Rechteckquerschnitt
- 38
- Innenraum
- 39
- Bauteile
- 40
- Baugruppen
- 41
- Absatz
- 42
- Abdeckung