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Die
Erfindung betrifft eine Bodenanlage einer Kraftwagenkarosserie der
im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Bei
heute gängigen
Kraftwagenkarosserien ist die Bodenanlage üblicherweise aus einer Mehrzahl
von Längsträgern wie
beispielsweise die seitlichen Schweller oder unterhalb der Bodenanlage
angeordnete mittlere Längsträger und
aus einer Mehrzahl von Querträgern,
welche die einzelnen Längsträger miteinander
verbinden, gestaltet. Die Längs- und
Querträger
sind dabei vorzugsweise aus mehrschaligen Blechen gebildet, welche
vorzugsweise über
Schweißverbindungen
miteinander verbunden sind. Die Bereiche zwischen den Längs- und
Querträgern
sind dabei durch ebene oder mit Sicken versehene Bodenbleche ausgefacht,
die zumeist integral mit den Blechschalen der benachbarten Längs- und/oder
Querträgern
ausgestaltet sind. Diese Zwischenbleche bilden jedoch eine Hauptübertragungsbrücke für Rollgeräusche, welche
insbesondere durch das Fahrwerk und die Räder des Kraftwagens entstehen.
Aus diesem Grund ist es bei heutigen Fahrzeugen Stand der Technik,
den Innenraum und insbesondere den Boden der Fahrgastzelle mit sehr schweren
Dämmfolien,
Dämmteppichen
oder dergleichen auszukleiden, um diese Rollgeräusche entsprechend zu minimieren.
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Aus
der
DE 198 60 005
A1 ist bereits eine Bodenanlage für eine Kraftwagenkarosserie
als bekannt zu entnehmen, bei welcher der zwischen seitlichen Längsträgern angeordnete
Wagenboden zwischen Rahmenstrukturen der Kraftwagenkarosserie eingefasste
großformatige
Bodenplatten umfasst. Die Rahmenstrukturen sind als in Fahrzeuglängsrichtung
beziehungsweise Fahrzeugquerrichtung verlaufende Bodenträger in allgemein üblicher
Blechschalenbauweise ausgebildet. Die Bodenplatten sind dabei durch
zwei mit sechseckförmigen
Sicken versehene Bleche gebildet, welche flächig miteinander verbunden
sind. Obwohl hierdurch die Steifigkeit der Bodenanlage erhöht werden
kann, sind diese Maßnahmen
nicht ausreichend, um die oben beschriebenen, vom Fahrwerk ausgehenden
Rollengeräusche gegen
den Innenraum des Kraftwagens hin entscheidend abzudämmen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Bodenanlage der eingangs
genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die im Innenraum des
Kraftwagens wahrnehmbaren Rollgeräusche deutlich vermindert werden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Bodenanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und
nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren
Ansprüchen
angegeben.
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Bei
der Bodenanlage nach der Erfindung sind die Bodenplatten als mehrwandige
Leichtbauplatten mit einer Hohlkammeranordnung begrenzenden Breitseiten
ausgebildet, wobei die Hohlkammern vorzugsweise parallel zueinander
in Erstreckungsrichtung des Wagenbodens – insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung
oder Fahrzeugquerrichtung – verlaufen.
Eine derartige Leichtbauplatte kann insbesondere als Strangpressprofil
beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung oder dergleichen hergestellt sein.
Gleichfalls sind jedoch auf Leichtbauplatten aus Kunststoff denkbar,
welche gegebenenfalls durch Kohle- oder Glasfasern verstärkt sein
können.
Da die Steifigkeit des Wagenbodens beziehungsweise der großformatigen
Bodenplatten einen entscheidenden Einfluss auf die Dämmung der
Rollgeräusche
hat, sind derartige Leichtbauplatten, welche nicht nur steif sondern
auch sehr leicht sind, für
den vorgesehenen Zweck besonders gut geeignet. Die über ihre
ganze Erstreckung voneinander beabstandeten, die Hohlkammeranordnung
begrenzenden Breitseiten bilden dabei eine sehr gute Dämmung gegen
die Rollgeräusche,
und zwar deshalb, weil sich von unten auf die untere Breitseite
der jeweiligen Leichtbauplatte treffende Rolleräusche über die Hohlkammeranordnung nur
in äußerst geringem
Maß auf
die obere, gegen den Innenraum des Kraftwagens gewandte Breitseite der
jeweiligen Leichtbauplatte übertragen
können. Mit
anderen Worten werden die auf die untere Breitseite der entsprechenden
Leichtbauplatte treffenden Rollgeräusche in einem äußerst geringen
Maß an
die darüber
liegende obere Breitseite der jeweiligen Leichtbaublatte übertragen.
Im Ergebnis führt
dies zu einer deutlichen Geräuschminimierung
im Innenraum des Kraftwagens. Die Anordnung der Hohlkammern in Erstreckungsrichtung
des Wagenbodens vermindert eine Ausbreitung von Geräuschen in
Fahrzeughochrichtung und gewährleistet
darüber
hinaus eine sehr gute Verbesserung der Steifigkeit des Wagenbodens.
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Ein
besonders steifer Wagenboden lässt
sich dabei realisieren, wenn die Hohlkammern in Fahrzeuglängsrichtung
verlaufen und beispielsweise aus einem Strangpressprofil gestaltet
werden können.
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Eine
besonders gute Verbesserung der Steifigkeit des Wagenbodens und
eine Verminderung des Geräuschpegels
innerhalb des Innenraums des Kraftwagens lässt sich dadurch erreichen,
dass die Leichtbauplatten im Bereich eines Hauptbodens unterhalb
der vorderen Fahrzeugsitze vorgesehen werden. Der hinter dem Hauptboden
angeordnete Fondbereich des Kraftwagens kann gegebenenfalls auch aus
zwischen Rahmenstrukturen der Kraftwagenkarosserie eingefassten
Blechplatten gebildet sein, welche mit den Leichtbauplatten fest
verbunden sind. Dies ermöglicht
eine einfachere Ausgestaltung des Wagenbodens, wobei durch die feste
Verbindung des Hauptbodens mit dem Fondboden gegebenenfalls über Körperschall übertragene
Geräusche
minimiert werden können.
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Eine
besonders steife und geräuschdämmende Leichtbauplatte
ist realisiert, wenn diese eine Plattendecke von 15 mm bis etwa
40 mm aufweist. Dabei weisen die Breitseiten bevorzugt eine Dicke von
0,5 bis 2 mm auf.
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Eine
zusätzliche
Versteifung des Wagenbodens kann dadurch erreicht werden, dass der
in Fahrzeuglängsrichtung
verlaufende Motortunnel im Mittelbereich des Kraftwagens aus einer
Aluminium-Knetlegierung hergestellt ist, welcher entsprechend versteifend
mit den Leichtbauplatten zusammenwirkt.
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Eine
noch bessere Dämmung
der Fahrgastzelle des Kraftwagens kann dadurch erreicht werden, dass
insbesondere die Leichtbauplatten von einem Leichtbauteppich belegt
werden. Der Leichtbauteppich ist dabei im Wesentlichen aus zwei
Schichten – nämlich einem
so genannten Leichtschaum und einem darüber angeordneten Gewebe – aufgebaut
und weist entgegen den bislang im Serienfahrzeugbau verwendeten
Teppichen den Unterschied auf, dass keine dichte und dementsprechend
schwere Masseschicht mit einer Dichte von beispielsweise 4kg/m2 verwendet werden muss.
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Eine
besonders gute Befestigung der Leichbauplatten an den Rahmenstrukturen
kann erreicht werden, wenn diese von im Querschnitt im Wesentlichen
U-förmigen
Flanschen randseitig umgriffen werden. Zusätzlich können die U-förmigen Flansche noch über eine
Klebe- und/oder Nietverbindung mit den Leichtbauplatten verbunden
sein.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine
schematische Perspektivansicht auf eine ausschnittsweise dargestellte
Bodenanlage eines Kraftwagens, deren zwischen seitlichen Längsträgern angeordnete
Wagenboden zwischen Rahmenstrukturen eingefasste großformatige
Bodenplatten umfasst;
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2 eine
Schnittansicht auf den Anschlussbereich der aus einer mehrwandigen
Leichtbauplatte gebildeten Bodenplatte an dem seitlichen Schweller
der Bodenanlage;
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3 eine
schematische Schnittdarstellung auf die Leichtbauplatte der Bodenanlage,
welche über
einen U-förmigen
Flansch an der als Schweller gestalteten Rahmenstruktur der Kraftwagenkarosserie
befestigt ist;
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4 eine
schematische Schnittansicht entlang einer Schnittebene in Fahrzeuglängsrichtung, wobei
der vordere Hauptboden aus Leichtbauplatten gestaltet ist und mit
einem dahinter angeordneten Fondboden aus Blechplatten verbunden
ist; und in
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5 eine
schematische Schnittansicht durch einen Leichtbauteppich, welcher
insbesondere auf die Leichtbauplatten auflegbar ist.
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In 1 ist
in schematischer Perspektivansicht ein Ausschnitt einer Bodenanlage
einer Kraftwagenkarosserie zu erkennen. Von der Bodenanlage ist
ausschnittsweise ein als Schweller ausgebildeter Längsträger 10 erkennbar,
welcher vorwiegend auf übliche
Weise in Blechschalenbauweise gestaltet ist. Die einzelnen Blechschalen
sind dabei beispielsweise entlang von Flanschen 12 und 14 in
Fahrzeuglängsrichtung
miteinander verbunden. Im Mittenbereich der Bodenanlage ist ein
in Fahrzeuglängsrichtung
verlaufender Motortunnel 16 vorgesehen, welcher im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
aus einer Leichtmetall-Knetlegierung – vorzugsweise einer Aluminium-Knetlegierung – hergestellt ist.
Der Motortunnel 16 erstreckt sich seitlich bis an Verbindungskanten 18,
welche hier etwa parallel zum seitlichen Längsträger 10 verlaufen.
Der eigentliche Wagenboden 20 zwischen den seitliche Längsträgern 12 und
dem Motortunnel 16 umfasst großformatige Bodenplatten 22, 24,
deren Aufbau im Folgenden insbesondere unter Bezugnahme auf die 2 und 3 noch
näher erläutert werden
wird. Die jeweils an den Motortunnel 16 anschließenden inneren
Bodenplatten 22 und die jeweils seitlich daneben angeordneten äußeren Bodenplatten 24 sind
entlang jeweils einer in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Stoßkante 26 miteinander
verbunden. Die äußeren Bodenplatten 24 schließen jeweils
an den zugeordneten Längsträger 10 an.
Zwischen dem Motortunnel 16 und den seitlichen Längsträgern 10 erstreckt
sich jeweils ein Querträger 28,
der jeweils an den inneren Seitenwänden 30 des seitlichen
Längsträgers 10 und an
den äußeren Seitenwänden 32 des
Motortunnels 16 befestigt ist. Darüber hinaus ist der Querträger 28 – wie insbesondere
aus 2 erkennbar – mit
der Oberseite der beiden Bodenplatten 22, 24 beispielsweise
mittels einer Schweiß-
oder Klebverbindung fest verbunden. Die Bodenplatte 24 ist
als mehrwandige Leichtbauplatte mit einer Hohlkammeranordnung 34 begrenzenden
Breitseiten 36 und 38 ausgebildet. Die Hohlkammeranordnung 34 umfasst
dabei eine Mehrzahl von Hohlkammern 40, welche seitlich jeweils
durch durchgängig
verlaufende Kammerwände 42 seitlich
begrenzt sind. Die Hohlkammern 40 verlaufen dabei in Erstreckungsrichtung
des Wagenbodens 20. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
erstrecken sich die Hohlkammern 40 zu dem in Fahrzeuglängsrichtung,
wobei insbesondere auch eine Erstreckung in Fahrzeugquerrichtung
denkbar ist. Die Breitseiten 36, 38 der Leichtbauplatte 24 können sowohl
eben wie auch mit leichten Wölbungen
oder Krümmungen
versehen sein. Insgesamt sind die beiden Breitseiten 36, 38 jedoch über ihre
gesamte Erstreckung voneinander beabstandet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind die Leichbauplatten als Strangpressprofile insbesondere aus
einer Leichtmetalllegierung wie zum Beispiel einer Aluminiumlegierung
hergestellt. Der Querträger 28 ist – wie aus 2 ersichtlich – an der
oberen Breitseite 38 der Leichtbauplatte 24 beispielsweise
mittels einer Schweiß-
oder Klebverbindung befestigt.
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2 zeigt
einen schematischen Schnitt in Fahrzeugquerrichtung durch den Anschlussbereich der äußeren Bodenplatte 24 an
dem daran angrenzenden seitlichen Längsträger 12. Dabei wird
erkennbar, dass der seitliche Längsträger 12 aus
mehreren Blechschalen gestaltet ist, welche im Bereich der Flansche 12 und 14 miteinander
verbunden sind.
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In 3 ist
entlang einer perspektivischen und schematischen Schnittdarstellung
in Fahrzeugquerrichtung die Befestigung der äußeren Bodenplatte 24 an
dem benachbarten Längsträger 12 näher erläutert. Unterseitig
des Längsträges 12 ist
hierzu ein im Querschnitt im Wesentlichen U-förmiger Flansch 44 vorgesehen,
welcher die Bodenplatte 24 randseitig umgreift. Die Bodenplatte 24 ist
hier wiederum als Strangpressprofil mit in Fahrzeuglängsrichtung
verlaufenden Hohlkammern 40 ausgebildet. Eine obere und
eine untere Leiste 46, 48 des Flansches 44 sind dabei
so zueinander parallel beabstandet, dass die Bodenplatte 24 im
Wesentlichen ohne Spiel umgriffen ist. Neben dieser weitgehend formschlüssigen Verbindung
ist es zudem denkbar, dass die Bodenplatte 24 mit dem U-förmigen Flansch 44 mittels
einer Klebe- und/oder Nietverbindung verbunden ist.
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4 zeigt
eine schematische Schnittansicht in Fahrzeuglängsrichtung durch den Wagenboden 20,
wobei die Bodenplatte 24 gemäß 1 sich lediglich
im Bereich eines so genannten Hauptbodens unterhalb der vorderen
Fahrzeugsitze befindet. An die Bodenplatte 24 im Bereich
des Hauptbodens schließt
sich dahinter im Fond der Fahrgastzelle beziehungsweise unterhalb
von Rücksitzen
ein Fondbereich 50 des Wagenbodens an, der aus Blechelementen,
insbesondere Stahlblech gebildet ist. Wie die Bodenplatte 24 sind
auch die Blechelemente 50 zwischen Rahmenstrukturen der
Kraftwagenkarosserie – also
beispielsweise den seitlichen oder mittleren Längsträgern sowie Querträgern – eingefasst. Die
Blechelemente 50 sind mit den davor angeordneten, den Hauptboden
bildenden Bodenplatten 22, 24 wie dargestellt entweder
unmittelbar oder aber über eine
zusätzliche
Rahmenstruktur miteinander verbunden.
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Neben
der Darstellung, in welcher die Bodenplatten 22, 24 überlappend
mit dem Fondbereich 50 des Wagenbodens 20 verbunden
sind, ist in 4 zusätzlich dargestellt, wie sich
die Bodenplatten 22, 24 beziehungsweise die Blechelemente 50 bei
der Einleitung von Körperschall
für sich
genommen verhalten. Während
die Bodenbauplatte 22, 24 separat gesehen eine
sehr gute Dämpfung
aufweist und dementsprechend die Körperschallwellen minimiert werden,
sind diese bei den Blechelementen 50 sehr viel stärker. Sind
die Bodenplatten 22, 24 jedoch mit den Blechelementen 50 verbunden,
so werden die Körperschallwellen
beziehungsweise die von unten in die Fahrgastzelle hereintretenden
Rollgeräusche sehr
viel geringer.
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In 5 ist
schließlich
in schematischer Schnittansicht ein so genannter Leichtbauteppich 52 dargestellt,
welcher insbesondere auf die Leichtbauplatten 22, 24 aufgelegt
werden kann. Gleichfalls ist es jedoch auch denkbar den kompletten
Wagenboden 20 beziehungsweise die komplette Bodenanlage mit
diesem Leichtbauteppich 52 auszukleiden. Der Leichtbauteppich 52 umfasst
eine Unterschicht 54 aus so genanntem Leichtschaum und
eine Deckschicht 56 aus einem Teppichgewebe wie beispielsweise
einem biegesteifen Baumwollgeflecht oder dergleichen. Im Unterschied
zu im Serienfahrzeug bauüblichen
Teppichen kann dabei insbesondere auf eine dichte und schwere Masseschicht
aus einer Teermischung oder dergleichen verzichtet werden, welche
bislang zusätzlich
als Dämmung
eingesetzt wird.