-
Die
Erfindung betrifft eine Versteifungsanordnung für eine Kraftwagenkarosserie
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
-
Eine
derartige Versteifungsanordnung ist bereits aus der
DE 195 31 957 C2 zur Versteifung
eines in Blechschalenbauweise ausgeführten Karosseriebodens im Bereich
eines Mitteltunnels bekannt. Die bekannte Versteifungsanordnung
umfasst eine strebenförmige,
in Wagenquerrichtung verlaufende Tunnelverstärkung, die den offenen Hohlprofilbereich des
Mitteltunnels bereichsweise überbrückt, wobei die
beiden einander entgegengesetzten Enden der Tunnelverstärkung seitlich
des Mitteltunnels jeweils über
eine zugehörige
Befestigungskonsole am Karosserieboden befestigt sind, die topfförmig ausgebildet
ist und von der Unterseite des Karosseriebodens abragt.
-
Die
in Blechschalenbauweise ausgeführten Befestigungskonsolen
sind jeweils im Bereich einer Kante der Karosserie angeordnet, an
welcher ein weitgehend horizontal verlaufender Flächenbereich des
Karosseriebodens und ein schräg
nach oben verlaufender Flächenbereich
der seitlichen Tunnelwand aufeinander stoßen. Dabei ist offensichtlich,
dass die Befestigungskonsolen zu ihrer Befestigung am Karosserieboden
jeweils zwei winklig aufeinander stehende Flanschbereiche aufweisen müssen, die
jeweils am weitgehend horizontal verlaufenden Flächenbereich des Karosseriebodens
bzw. am schräg nach
oben verlaufenden Flächenbereich
der seitlichen Tunnelwand anliegen.
-
Infolge
der von der Tunnelverstärkung übertragenen
Kräfte
können
die Befestigungskonsolen insbesondere im Bereich ihrer durch Biegung
beanspruchten inneren und der äußeren Seitenwände stark
beansprucht werden. Des Weiteren ist auch der Karosserieboden an
den Befestigungsstellen der Konsolen hohen Beanspruchungen ausgesetzt.
Um eine ausreichende Versteifungswirkung und eine betriebsfeste
Bauweise der Versteifungsanordnung sicherzustellen, sind daher entsprechend
hohe Blechdicken der Konsolen und des Karosseriebodens vorzusehen,
so dass die bekannte Versteifungsanordnung ein verhältnismäßig hohes
Gewicht aufweist.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Versteifungsanordnung der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 genannten Art dahingehend zu verbessern, dass unter
Beibehaltung einer ausreichenden Versteifungswirkung und Betriebsfestigkeit
eine besonders Gewichtsparende Bauweise der Versteifungsanordnung ermöglicht ist.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere die Erfindung in vorteilhafter Weise ausgestaltende Merkmale
enthalten die Unteransprüche.
-
Der
mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, dass die von der
Versteifungsstrebe übertragenen
Kräfte
besonders gleichmäßig in drei
jeweils winklig aufeinander stehende Flächenbereiche der Karosserie
eingeleitet werden. Hierzu ist die Befestigungskonsole an einer
Eckstelle der Karosserie angeordnet, an welche die drei Flächenbereiche
der Karosserie aufeinander stoßen
und liegt an jedem Flächenbereich
mit einem zugehörigen
Flanschbereich flächig
an. Die Befestigungskonsole überspannt die
Eckstelle, um Spannungsüberhöhungen an
der Eckstelle und daraus möglicherweise
resultierende Schäden
zu vermeiden. Aufgrund der besonders gleichmäßig verteilten Krafteinleitung
kann eine ausreichende Versteifungswirkung und Betriebsfestigkeit auch
bei verhältnismäßig geringem
Materialeinsatz erzielt werden.
-
Um
eine besonders steife, zumindest bereichsweise geschlossene Bauweise
der Befestigungskonsole zu erreichen, können die drei Flanschbereiche
der Befestigungskonsole derart aufeinander stehen, dass jeder Flanschbereich
mit jedem der beiden anderen Flanschbereiche eine zugehörige Verbindungskante
bildet.
-
Versteifungsstrebe
und Befestigungskonsole können
separat ausgebildet sein, wobei einer der Flanschbereiche der Befestigungskonsole
in seinem Mittelbereich eine topfförmig ausgeformte Befestigungszone
zur besonders einfachen Befestigung der Versteifungstrebe bildet.
Dabei kann die Versteifungsstrebe besonders steif und betriebsfest
an zwei voneinander beabstandeten Schraubstellen in der Befestigungszone
der Befestigungskonsole verschraubt sein.
-
Die
drei Flanschbereiche der Befestigungskonsole können jeweils besonders zuverlässig und kostengünstig durch
Schweißung,
insbesondere durch mehrere Schweißpunkte mit dem gegenüberliegenden
Flächenbereich
der Karosserie verbunden sein.
-
Um
an beiden Enden der Versteifungsstrebe eine besonders gleichmäßige Krafteinleitung
zu erzielen, kann die Versteifungsstrebe zwischen zwei Eckstellen
der Karosserie verlaufen, wobei die Enden der Versteifungsstrebe
jeweils über
eine zugehörige,
die zugeordnete Eckstelle überspannende
Befestigungskonsole an der Karosserie befestigt sind.
-
Die
Versteifungsanordnung ist besonders zur Versteifung eines offenen
Hohlprofilbereichs der Karosserie geeignet, wobei die Versteifungsstrebe den
offenen Hohlprofilbereich überbrückt. Dabei kann
der offene Hohlprofilbereich ein Bodentunnel der Karosserie sein,
wobei die Befestigungskonsole eine Eckstelle zwischen einem weitgehend
horizontal verlaufenden Flächenbereich
des Karosseriebodens, einer seitlichen Tunnelwand sowie einer Querwand des
Karosseriebodens überspannt.
-
Die
Befestigungskonsole kann besonders kostengünstig als einteilige Blechschale
hergestellt sein, während
die Versteifungsstrebe als besonders steifes Strangpressprofil hergestellt
sein kann.
-
Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand einer zeichnerischen Darstellung näher erläutert.
-
In
der Darstellung zeigen:
-
1 einen
hinteren Bereich eines Kraftwagen-Karosseriebodens mit einer Versteifungsanordnung
zur Versteifung eines Mitteltunnels in einer perspektivischen Schrägansicht
von hinten unten und
-
2 eine
Versteifungsstrebe und zwei zugehörige Befestigungskonsolen der
Versteifungsanordnung in einer perspektivischen Schrägansicht
von vorn oben.
-
In 1 ist
von einer in Blechschalenbauweise ausgeführten Kraftwagenkarosserie
nur ein hinterer Mittelbereich eines Karosseriebodens 10 gezeigt.
Der weitgehend spiegelsymmetrisch aufgebaute Karosserieboden 10 umfasst
ein linkes 11 sowie ein rechtes Bodenblech 11', welche durch
ein nach oben hin ausge wölbtes
Mitteltunnelblech 20 miteinander verbunden sind. Die beiden
jeweils weitgehend in einer horizontalen Ebene verlaufenden Bodenbleche 11 und 11' erstrecken
sich der Länge
nach von einer nicht gezeigten vorderen Stirnwand der Karosserie
bis zu einer hinteren Querwand 31, welche an einem Fondsitzquerträger 30 des
Karosseriebodens 10 angeordnet ist, und der Breite nach
vom Mitteltunnelblech 20 bis zu einem nicht gezeigten seitlichen
Längsträger ihrer
Wagenseite verläuft.
Die Bodenbleche 11 und 11', das Mitteltunnelblech 20 und der
Fondsitzquerträger 30 sind
jeweils als tiefgezogene Blechschalen aus Stahlblech hergestellt
und durch Schweißpunkte
miteinander verbunden.
-
Das
Mitteltunnelblech 20 weist einen nach unten hin offenen
U-förmigen
Querschnitt auf und begrenzt einen nach oben gewölbten Mitteltunnel des Kraftwagens,
in dessen Hohlquerschnitt in üblicher und
daher nicht gezeigter Weise der Antriebsstrang des Heckangetriebenen
Kraftwagens verläuft.
Dabei umfasst das Mitteltunnelblech 20 eine erhabene, etwa
horizontal verlaufende obere Tunnelwand 21, in die zwei
im Wesentlichen vertikal verlaufende seitliche Tunnelwände 22 und 22' anschließen. Von
den beiden einander entgegengesetzten seitlichen Tunnelwänden 22 und 22' ist jeweils
nach außen
hin ein weitgehend horizontal verlaufender, streifenförmiger Stützbereich 23 bzw. 23' des Mitteltunnelblechs 20 abgebogen,
der an seinem äußeren Randstreifen
einen korrespondierenden seitlichen Randstreifen des zugehörigen Bodenblechs 11 bzw. 11' überlappt
und mit diesem durch eine Mehrzahl von Schweißpunkten verbunden ist.
-
Die
beiden seitlichen Tunnelwände 22 und 22' stehen somit
jeweils im Wesentlichen rechtwinklig auf dem seitlich angrenzenden
Stützbereiche 23 bzw. 23' und bilden
mit diesem einen zugehörigen
in Wagenlängsrichtung
verlaufenden Kantenbereich 24 bzw. 24', in dem Tunnelwand 22 und 22' und zugehöriger Stützbereich 23 bzw. 23' gekrümmt ineinander übergehen.
Als Kantenbereich im Sinne der Erfindung ist dabei jeder streifen-
oder linienförmige
Bereich zu verstehen, an dem zwei winklig aufeinander stehende Flächenbereiche
aufeinander stoßen.
Die beiden Flächenbereiche
können
dabei rechtwinklig oder schräg
aufeinander stehen und im Kantenbereich z. B. eine im Wesentlichen
linienförmige
Kante bilden, gekrümmt
ineinander übergehen
oder durch eine Fase miteinander verbunden sein.
-
Die
weitgehend vertikal in Wagenquerrichtung verlaufende Querwand 31 des
Fondsitzquerträgers 30 weist
im Überdeckungsbereich
mit dem Hohlquerschnitt des Mitteltunnels eine nach unten hin offene
Aussparung 32 auf, wobei der die Aussparung 32 begrenzende
Randbereich der Querwand 31 einen schmalen, nach vorn hin
abgebogenen Randstreifen bildet, der flächig an der oberen Tunnelwand 21 sowie
an den seitlichen Tunnelwänden 22 und 22' des Mitteltunnelblechs 20 anliegt
und mit diesen jeweils durch Schweißpunkte verbunden ist. Die
Querwand 31 des Fondsitzquerträgers 30 und die seitlichen
Tunnelwände 22 und 22' stoßen dabei
jeweils an einem zugehörigen
Kantenbereich 33 bzw. 33' im Wesentlichen rechtwinklig aufeinander
und gehen im Kantenbereich 33 bzw. 33' mit einer Fase
ineinander über,
wobei die Fase einen Winkel von etwa 45 Grad aufweist.
-
Die
seitlich der Aussparung 32 angeordneten unteren Randbereiche
der Querwand 31 des Fondsitzquerträgers 30 bilden jeweils
einen nach hinten abstehenden, weitgehend horizontal verlaufenden
Randstreifen, der einen hinteren Randstreifen des zugehörigen Stützbereichs 23 bzw. 23 und
des zugehörigen
Bodenblechs 11 bzw. 11' überlappt und mit diesem jeweils
durch Schweißpunkte
verbunden ist. Dabei stößt die Querwand 31 des
Fondsitzquerträgers 30 an
einem zugehörigen
Kantenbereich 34 bzw. 34' auf die horizontalen Stützbereiche 23 bzw. 23' des Mitteltunnelblechs 20 und
die beiden seitlichen Bodenbleche 11 und 11', wobei die
Kantenbereiche 34 und 34' seitlich des Mitteltunnelbleches 20 in
Wagenquerrichtung verlaufen.
-
Die
drei Kantenbereiche 24, 33 und 34 bzw. 24', 33' und 34' des Karosseriebodens 10 stoßen jeweils
an einer zugehörigen
linken 35 bzw. rechten Eckstelle 35' aufeinander, die im Übergangsbereich zwischen
seitlicher Tunnelwand 22 bzw. 22', den Stützbereichen 23 bzw. 23' des Mitteltunnelblechs 20 und
der Querwand 31 des Fondsitzquerträgers 30 angeordnet
ist. An den Eckstellen 35 und 35' stoßen die jeweils im Wesentlichen
rechtwinklig aufeinander stehenden Flächenbereiche von seitlicher
Tunnelwand 22 bzw. 22', Stützbereich 23 bzw. 23' des Mitteltunnelblechs 20 und
Querwand 31 des Fondsitzquerträgers 30 aufeinander
und gehen gekrümmt
ineinander über.
Als Eckstelle im Sinne der Erfindung ist dabei jeder Eckbereich
zu verstehen, an dem mindestens drei jeweils winklig aufeinander
stehende Flächenbereiche
aufeinander treffen. Die Flächenbereiche
können
dabei z. B. einen im Wesentlichen punktförmigen Eckpunkt bilden, in
einem gekrümmten
Bereich ineinander übergehen
oder an einer Fase ineinander übergehen.
-
Zur
Versteifung des Karosseriebodens 10 im Bereich des durch
das Mitteltunnelblech 10 gebildeten offenen Hohlprofilbereichs
ist eine weitgehend spiegelsymmetrisch aufgebaute Versteifungsanordnung 40 mit
einer Versteifungsstrebe 50 vorgesehen, die im Wesentlichen
in Wagenquerrichtung verläuft und
die beiden einander entgegengesetzten seitlichen Stützbereiche 23 und 23' des Mitteltunnelblechs 20 miteinander
verbindet. Die Versteifungsstrebe 50 ist im Bereich des
Fondsitzquerträgers 30 angeordnet
und an ihren beiden seitlichen En den 51 und 51' jeweils über eine
zugehörige
Befestigungskonsole 60 bzw. 60' jeweils an einer zugehörigen Eckstelle 35 bzw. 35' des Karosseriebodens 10 befestigt.
-
Die
einteilig als Strangpressprofil aus Stahl hergestellte Versteifungsstrebe 50 weist
einen etwa rechteckförmigen
Hohlquerschnitt auf und weist an ihren seitlichen Enden 51 und 51' jeweils einen
abgeflachten Endabschnitt auf, der durch zusammendrücken des
Strebenquerschnitts hergestellt worden ist. Die beiden Endabschnitte
der Versteifungsstrebe 50 sind jeweils über zwei nicht gezeigte Schrauben
mit der zugehörigen
Befestigungskonsole 60 bzw. 60' verschraubt.
-
Durch
die Versteifungsstrebe 50 wird der offene Hohlprofilbereich
des Mitteltunnelblechs 20 bereichsweise überbrückt und
somit die Steifigkeit der Karosserie insgesamt erhöht. Des
Weiteren bildet die Versteifungsstrebe 50 eine stützende Querverbindung
der linken und der rechten Wagenseite, durch welche die Deformationen
im Falle eines seitlichen Aufpralls des Kraftwagens reduziert werden.
-
In
Verbindung mit 2 ist ersichtlich, dass die
jeweils einteilig als tiefgezogenes Blechteil hergestellten Befestigungskonsolen 60 bzw. 60' ein schuhförmiges Eckstück bilden,
das von unten auf die zugehörige
Eckstelle 35 bzw. 35' des Karosseriebodens 10 aufgeschoben
ist. Jede Befestigungskonsole 60 und 60' weist dabei
jeweils drei im Wesentlichen rechtwinklig aufeinander stehende Flanschbereiche 61, 62 und 63 bzw. 61', 62' und 63' auf, die jeweils
an einem zugehörigen
Flächenbereich
des Karosseriebodens 10 anliegen.
-
Der
ersten Flanschbereiche 61 und 61' bilden jeweils einen weitgehend
horizontal verlaufenden Boden der zugehörigen Be festigungskonsole 60 bzw. 60' und weisen
eine topfförmig
abgesenkte Befestigungszone 64 bzw. 64' auf, die von
einem L-förmig
verlaufenden Randstreifen 65 bzw. 65' begrenzt ist.
Die topfförmige
Befestigungszone 64 bzw. 64' bildet in ihrem Mittelbereich
einen nach unten hin abgesenkten, weitgehend horizontal verlaufenden
Bereich, in dem zwei voneinander beabstandete Befestigungslöcher zur
Verschraubung des zugehörigen Endes 51 bzw. 51' der Versteifungsstrebe 50 vorgesehen
sind. Die Schrauben sind dabei jeweils in üblichen und daher nicht gezeigten
Schweißmuttern
verschraubt, die jeweils an die Oberseite der Befestigungszone 64 bzw. 64' der Befestigungskonsole 60 bzw. 60' angeschweißt sind.
-
Die
horizontalen ersten Flanschbereiche 61 und 61' gehen jeweils
an ihrem hinteren Rand gekrümmt
in den zweiten Flanschbereich 62 bzw. 62' der Befestigungskonsole 60 bzw. 60' über, der
weitgehend horizontal in Wagenquerrichtung verläuft. Die ersten und zweiten
Flanschbereiche 61 und 62 bzw. 61' und 62' weisen dabei
die gleiche Breitenerstreckung auf und bilden eine gemeinsame Verbindungskante 66 bzw. 66'.
-
An
ihren inneren seitlichen Rändern
gehen die ersten Flanschbereiche 61 und 61' gekrümmt in den
zugehörigen
dritten Flanschbereich 63 bzw. 63' über, der weitgehend vertikal
in Wagenlängsrichtung verläuft. Dabei
weisen die aneinander angrenzenden Flanschbereiche 61 und 63 bzw. 61' und 63' die gleiche
Längenerstreckung
auf und bilden eine gemeinsame Verbindungskante 67 bzw. 67'. Der zweite 62 bzw. 62' und der dritte
Flanschbereich 63 bzw. 63' der Befestigungskonsole 60 bzw. 60' weisen jeweils
im Wesentlichen dieselbe Höhenerstreckung
auf, stoßen
an einer zugehörigen
vertikal verlaufenden Verbindungskante 68 bzw. 68' winklig aufeinander
und gehen im Bereich der Verbindungskante an einer Fase ineinander über, wobei
die Fase einen Winkel von etwa 45 Grad aufweist.
-
Die
Befestigungskonsolen 60 und 60' sind jeweils von unten auf die
zugehörige
Eckstelle 35 bzw. 35' aufgeschoben und liegen an allen
drei Flanschbereichen 61, 62 und 63 bzw. 61', 62' und 63' flächig an,
wobei sie an gegenüberliegenden
Flächenbereichen
des Karosseriebodens 10 verschweißt sind.
-
Dabei
liegen die ersten Flanschbereiche 61 und 61' der Befestigungskonsole 60 bzw. 60' jeweils mit
ihrem L-förmig
verlaufenden Randstreifen 65 bzw. 65' flächig am
zugehörigen
Stützbereich 23 bzw. 23' des Mitteltunnelblechs 20 und
am zugehörigen
seitlichen Bodenblech 11 bzw. 11' an und sind mit diesem jeweils über mehrere
nicht gezeigte Schweißpunkte
verbunden. Die zweiten Flanschbereiche 62 und 62' der Befestigungskonsole 60 bzw. 60' liegen jeweils
im Wesentlichen vollflächig
an einem an die zugehörige
Eckstelle 35 bzw. 35' angrenzenden Flächenbereich
der Querwand 31 des Fondsitzquerträgers 30 an und sind
mit diesem über Schweißpunkte
verbunden. Der dritte Flanschbereich 63 bzw. 63' liegt im Wesentlichen
vollflächig
an einem an die zugehörige
Eckstelle 35 bzw. 35' angrenzenden Flächenbereich
der zugehörigen
seitlichen Tunnelwand 22 bzw. 22' des Mitteltunnelblechs 20 an
und ist mit dieser durch mehrere Schweißpunkte verbunden.
-
Somit
werden die von der Versteifungsstrebe 50 übertragenen
Kräfte
gleichmäßig verteilt
in drei senkrecht aufeinander stehende Flächenbereiche des Karosseriebodens 10 eingeleitet.