DE102006052601A1

DE102006052601A1 - Kraftfahrzeugboden

Info

Publication number: DE102006052601A1
Application number: DE102006052601A
Authority: DE
Inventors: Karl Heinz Forytta; Frank Drenkow
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2006-11-08
Filing date: 2006-11-08
Publication date: 2008-05-15

Abstract

Die Aufgabe, einen weiter verbesserten Kraftfahrzeugboden zu schaffen, der einfach in der Herstellung und demgemäß kostengünstig ist sowie wirkungsvoll zu einer erhöhten Steifigkeit der Kraftfahrzeugkarosserie beiträgt, wird im Wesentlichen dadurch gelöst, dass der nach oben weisenden Fläche eines an sich bekannten Bodenbleches (1) zumindest ein Bodenpanel (2) aus einer Mehrzahl in einer gemeinsamen Ebene nebeneinander angeordneter und untereinander verbundener langgestreckter Profile (3_1-n) zugeordnet und am Bodenblech (1) festgelegt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugboden mit einem Bodenblech, welches sich zwischen unteren Längsträgern und/oder Querträgern der Kraftfahrzeugkarosserie erstreckt.
Kraftfahrzeugböden, die sich aus einem oder mehreren umgeformten Stahlblechen zusammensetzen, die obendrein noch mittels Quer- und oder Längsträger bzw. sonstiger geeigneter Mittel versteift ausgebildet sind, sind einschlägig bekannt, erfordern jedoch einen erheblichen Fertigungsaufwand. Ferner ist es seit geraumer Zeit bekannt, nichtmetallische Werkstoffe zur Erstellung eines Fahrzeugbodens zu verwenden. So wird mit der DE 30 35 644 A1 ein Boden für ein Fahrzeug offenbart, der unter Verwendung nichtmetallischer Werkstoffe in Sandwichbauweise vorgefertigt und zur Befestigung im Wesentlichen an der Unterseite eines Fahrzeugrahmens ausgebildet ist. Im Besonderen wird mit dieser Druckschrift vorgeschlagen, dass der Boden zumindest zwei aus unterschiedlichen nichtmetallischen Werkstoffen bestehende, in Fahrzeuglängsrichtung aufeinanderfolgende Teile enthält, zwischen denen sich ein quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufender Blechprofilkörper als Deformationsprofil erstreckt, wodurch zum einen eine erhöhte Steifigkeit des Bodens und der Karosserie und zum anderen im Crashfall ein Widerstand gegen einwirkende Kräfte durch Verformung des besagten Deformationsprofils und Energieumsetzung erzielt werden sollen. Die DE 38 09 185 C2 offenbart des Weiteren eine Kraftfahrzeugbodenkonstruktion mit einer in Sandwichbauweise erstellten Bodenplatte, die ihrerseits eine Oberplatte und eine Unterplatte, zwischen denen ein Wabenkern eingebracht ist, aufweist. Im Verbindungsbereich zwischen der Ober- und Unterplatte sind zur Unterseite hin offene Kanäle zur Aufnahme von Verbindungsteilen und/oder Verbindungsleitungen ausgebildet. Die Oberplatte kann aus einem gewichtsgünstigen Material, wie Aluminium, Harz oder Papier ausgebildet sein. Aus der EP 0 591 066 B1 ist eine Vorrichtung zur Heizung, Lüftung und/oder Klimatisierung des Fahrtgastraumes eines Fahrzeugs bekannt, wobei in einem doppelwandig ausgebildeten Fahrzeugboden ein Umlaufkanal ausgebildet ist, in welchem eine Luftschicht zirkuliert. Angaben zur konkreten Ausbildung des doppelwandigen Fahrzeugbodens sind dieser Druckschrift nicht zu entnehmen. Schließlich ist aus der DE 30 02 628 C2 eine Fahrgastraumheizung für Kraftfahrzeuge bekannt, wobei der Wärmeträger in nach oben hin abgedeckten Rinnen eines wärmeabgebenden Fahrzeugbodens geführt wird. Die Rinnen liegen ihrerseits auf einem Bodenteil auf, wobei der gebildete Hohlraum zwischen den Rinnen durch einen Isolierstoff, welcher aus Polyurethan-Schaum besteht, ausgefüllt ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen weiter verbesserten Kraftfahrzeugboden zu schaffen, der einfach in der Herstellung und demgemäß kostengünstig ist sowie wirkungsvoll zu einer erhöhten Steifigkeit der Kraftfahrzeugkarosserie beiträgt.
Ausgehend von einem Kraftfahrzeugboden mit einem Bodenblech, welches sich zwischen unteren Längs- und/oder Querträgern der Kraftfahrzeugkarosserie erstreckt, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass der nach oben weisenden Fläche des Bodenbleches zumindest ein Bodenpanel aus einer Mehrzahl in einer gemeinsamen Ebene nebeneinander angeordneter und untereinander verbundener langgestreckter Profile zugeordnet und am Bodenblech festgelegt ist. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erstrecken sich die einzelnen Profile des Bodenpanels weitestgehend in Fahrzeuglängsrichtung. Die einzelnen Profile können sowohl durch Stranggussprofile als auch durch Blechumformprofile gebildet sein. Wie die Erfindung weiter vorsieht, können benachbarte Profile untereinander kraftschlüssig mittels an sich bekannter mechanischer Befestigungselemente, formschlüssig, beispielsweise durch Feder-Nut-Verbindungen, und/oder stoffschlüssig durch Schweißung oder Klebung verbunden sein. Weiterhin ist vorgesehen, dass zumindest eines, vorzugsweise mehrere der Profile mittels mechanischer Befestigungselemente und/oder stoffschlüssig mit dem Bodenblech fest verbunden sind. Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung sind in einem oder mehreren der Profile Schienenelemente zum Verschieben und/oder Aufnahmeelemente zum Befestigen von Anbauteilen integriert. Die Schienenelemente und/oder die Aufnahmeelemente können hierbei einstückig mit dem Profil ausgebildet sein. Weiter ist vorgesehen, dass die Profile aus Stahl oder Leichtmetall, beispielsweise aus einem wärmeleitfähigen Werkstoff, wie Aluminium, bestehen. Ferner können die Profile durch im Querschnitt offene und/oder geschlossene Hohlprofile und/oder durch Vollprofile gebildet sein. Im Querschnitt offene Hohlprofile können gemäß einer bevorzugten Ausführungsform als nach oben offene Hohlprofile ausgebildet und von einem oder mehreren, eine Trittfläche ausbildenden separaten Abdeckteilen verschließbar sein. Die Abdeckteile können dabei aus Stahlblech, Leichtmetall, Kunststoff und/oder einem Verbundwerkstoff bestehen. Denkbar ist es auch, für besagte Abdeckteile einen wärmeleitfähigen Werkstoff in Anwendung zu bringen. So können beispielsweise Abdeckteile aus Leichtmetall durch einen Aluminium-Sandwich gebildet sein. Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Abdeckteile formschlüssig, mittels mechanischer Befestigungselemente und/oder stoffschlüssig mit den im Querschnitt offenen Hohlprofilen verbunden sind. Was die Hohlprofile mit geschlossenem Querschnitt anbelangt, kann eine obere Profilwandung derselben bereits als Trittfläche ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft können innerhalb der zwischen den offenen Hohlprofilen und den Abdeckteilen gebildeten Hohlräume und/oder innerhalb der Hohlräume der geschlossenen Hohlprofile Medienleitungen zum Hindurchleiten eines wärmespeichernden Mediums angeordnet sein. Ferner können die Medienleitungen sowohl als separate Bauteile gestaltet und an der Innenmantelfläche der Hohlprofile und/oder an den Abdeckteilen festgelegt als auch einstückig mit denselben ausgebildet sein. Denkbar ist es auch, dass die Hohlräume selbst als Medienleitungen fungieren.
Der vorgeschlagene Kraftfahrzeugboden hat im Hinblick auf herkömmliche mehrere Vorteile. Zum einen ist ein äußerst steifer Kraftfahrzeugboden geschaffen, der im Falle eines Crashereignisses selbst einen hohen Verformungswiderstand aufweist. Zum anderen besteht die Möglichkeit, das vorgeschlagene Bodenpanel des Kraftfahrzeugbodens einfach und kostengünstig vorzufertigen und im Anschluss daran mit dem an sich bekannten Bodenblech fest zu verbinden, wobei unterschiedlichsten Fahrzeugkarosserien mit beliebig breiten Flächen Rechnung getragen werden kann, indem die Profile in der entsprechenden Anzahl zu dem jeweils gewünschten Bodenpanel konfektioniert werden. Des Weiteren ist der Kraftfahrzeugboden multifunktional ausgebildet, indem dieser als echtes tragendes Bauteil der Kraftfahrzeugkarosserie nicht nur zur Aufnahme von diversen Anbauteilen sondern bei verwendeten Hohlprofilen auch zur Klimatisierung der Fahrgastzelle durch die Unterbringung von geeigneten Medienleitungen, beispielsweise Verrohrungen, und/oder zur Unterbringung von Kabelsträngen, Anlagen, wie beispielsweise Elektroanlagen, und/oder Aggregaten besonders geeignet ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftfahrzeugboden in einer perspektivischen Schnittansicht.
Danach weist der Kraftfahrzeugboden zunächst ein an sich bekanntes Bodenblech 1 auf, welches die nicht näher gezeigte Kraftfahrzeugkarosserie, insbesondere die Fahrgastzelle und einen etwaigen Kofferraumbereich derselben nach unten verschließt. Besagtes Bodenblech 1 erstreckt sich zwischen nicht näher gezeigten unteren Längs- und/oder Querträgern der Kraftfahrzeugkarosserie und ist mit denselben fest verbunden.
Der nach oben weisenden, d. h., zur Fahrgastzelle weisenden Fläche des Bodenbleches 1, welches seinerseits aus einem Stahl- oder anderen Metallblech, aus Kunststoff oder einem Verbundwerkstoff bestehen kann, ist zumindest ein Bodenpanel 2 zugeordnet. Das Bodenpanel 2 setzt sich aus einer Mehrzahl in einer gemeinsamen Ebene nebeneinander angeordneter und untereinander verbundener langgestreckter Profile 3₁ bis 3_n zusammen und ist am Bodenblech 1 festgelegt, indem zumindest eines, vorzugsweise mehrere der Profile 3₁ bis 3_n kraftschlüssig mittels mechanischer Befestigungselemente 4, vorliegend Verschraubungen, und/oder stoffschlüssig durch Schweißung oder Klebung 5 mit dem Bodenblech 1 verbunden ist.
Zur Erstellung der tragenden Verbindung zwischen dem Bodenblech 1 und dem Bodenpanel 2 bietet sich besonders eine Kombination aus mechanischen Befestigungselementen 4 und weitestgehend vollflächiger Klebung 5 mit dem Bodenblech 1 an, wodurch eine vollflächige Krafteinleitung gestattet und der Aufbau respektive die Fahrgastzelle zusätzlich thermodynamisch nach unten hin zur Umgebung isoliert ist.
Die einzelnen Profile 3₁ bis 3_n des Bodenpanels 2 erstrecken sich weitestgehend in Fahrzeuglängsrichtung und können durch einfach und kostengünstig zu fertigende Stranggussprofile und/oder durch Blechumformprofile gebildet sein.
Wie der einzigen Figur weiter zu entnehmen ist, sind vorliegend die benachbarten Profile 3₁ bis 3_n als Stranggussprofile, im Besonderen als im Querschnitt nach oben offene Hohlprofile ausgebildet und untereinander formschlüssig zu dem Bodenpanel 2 verbunden, indem die Seitenstege 6 der Hohlprofile jeweils eine Längsnut 7 aufweisen, in welche eine separate „Feder" 8, eine Feder-Nut-Verbindung ausbildend, angeordnet werden kann.
Selbstverständlich kann auch einer der beiden zueinander korrespondierenden Seitenstege 6 die Längsnut 7 und der andere Seitensteg 6 eine einstückig mit demselben ausgebildete Feder 8 aufweisen, die in die Längsnut 7, einen Formschluss realisierend, einführbar ist (nicht näher dargestellt).
Denkbar ist es weiterhin und demgemäß durch die Erfindung mit erfasst, dass die benachbarten Profile 3₁ bis 3_n untereinander kraftschlüssig mittels an sich bekannter mechanischer Befestigungsmittel und/oder stoffschlüssig durch Schweißung oder Klebung verbunden werden (nicht näher gezeigt).
In die bzw. in ausgewählte Profile 3₁ bis 3_n1 vorliegend in die nach oben offenen Hohlprofile, sind des Weiteren einstückig mit denselben ausgebildete und vertikal ausgerichtete Schienenelemente 9 zum Verschieben von Anbauteilen, wie beispielsweise nicht näher dargestellten Fahrzeugsitzen, integriert. Besagte Schienenelemente 9 weisen in Fahrzeuglängsrichtung eine Schwalbenschwanznut 10 zur Aufnahme eines nicht näher gezeigten und in derselben längsgeführten sowie festlegbaren Befestigungsmittels für den Fahrzeugsitz auf. Die Feder-Nut-Verbindung ist dabei so gewählt, dass die in das Strangussprofil integrierten Schienenelemente 9 mit genügend großer Genauigkeit im Parallelmaß geeignet sind, die Fahrzeugsitze oder auch andere Anbauteile oder Gegenstände zu verschieben.
Neben besagten Schienenelementen 9 können auch jegliche anderen denkbaren Aufnahmeelemente für die Befestigung von Anbauteilen, wie beispielsweise Bohrungen, Ösen o. ä. vorgesehen und einstückig mit den Profilen 3₁ bis 3_n ausgebildet sein.
Die Profile 3₁ bis 3_n können aus Stahl oder auch aus Leichtmetall, beispielsweise aus Aluminium gefertigt sein, welches u. a. vorteilhaft zu einem verringerten Gewicht der Kraftfahrzeugkarosserie führt.
Wie der einzigen Figur noch zu entnehmen ist, sind die nach oben offenen Hohlprofile in Form von beispielsweise Stranggussprofilen mittels separat gefertigter Abdeckteile 11, die ihrerseits gleichzeitig eine Trittfläche 12 ausbilden, verschließbar.
Die Abdeckteile 11 können aus Stahlblech, Leichtmetall, Kunststoff und/oder einem Verbundwerkstoff bestehen.
Als besonders vorteilhaft haben sich Abdeckteile 11 aus einem Leichtmetall, insbesondere aus einem Aluminium-Sandwich, mit einem oder mehreren gewellten Aluminiumblechen und einem oberen sowie einem unteren Deckblech erwiesen, woraus zum einen eine erhöhte Festigkeit bzw. Formstabilität des Abdeckteils 11 resultiert. Zum anderen sind derartige Abdeckteile 11 aus Aluminium, welches einen hervorragenden Wärmeleiter darstellt, besonders zur Klimatisierung der Fahrgastzelle, beispielsweise für eine Bodenheizung geeignet.
Die Abdeckteile 11 sind vorliegend zur bequemen Montage innerhalb von seitlichen Nuten 13 der Schienenelemente 9 formschlüssig geführt und/oder können mittels nicht näher gezeigter mechanischer Befestigungselemente und/oder stoffschlüssig durch Schweißung oder Klebung mit den Profilen 3₁ bis 3_n fest verbunden werden.
Vorstehendes Ausführungsbeispiel stellt im Wesentlichen auf Profile 3₁ bis 3_n in Form von im Querschnitt nach oben offenen Hohlprofilen, vorliegend nach oben offenen U-Profilen ab, die sich ihrerseits leicht im Strangussverfahren fertigen lassen.
Durch die Erfindung mit erfasst sind selbstverständlich auch Profile 3₁ bis 3_n in Form von im Querschnitt geschlossenen Hohlprofilen, wobei die Trittfläche 12 derselben von einer oberen Profilwandung ausgebildet wird, oder in Form von Vollprofilen (nicht näher dargestellt).
Was die Profile 3₁ bis 3_n in Form von Hohlprofilen anbelangt, erstrecken sich die Hohlräume 14 derselben in Fahrzeuglängsrichtung und bieten sich, wie bereits oben dargetan, vorteilhaft für eine Klimatisierung der Fahrgastzelle zur Unterbringung von Medienleitungen 15, beispielsweise Verrohrungen, und/oder zur Unterbringung von Kabelsträngen, Anlagen, wie beispielsweise Elektroanlagen, und/oder Aggregaten an.
Im Hinblick auf die bereits erwähnte Bodenheizung, können separat hergestellte Medienleitungen 15, wie beispielsweise Rohrleitungen eines Rohrsystems mit Vor- und Rücklauf 16, 17 zum Hindurchleiten von vorkonditionierter Flüssigkeit innerhalb der Hohlräume 14 angeordnet, beispielsweise an der Innenmantelfläche der im Querschnitt offenen Hohlprofile oder an den Abdeckteilen 11 mittels geeigneter Befestigungselemente 18, wie beispielsweise Klemmelemente, festgelegt sein.
Vorkonditioniert bedeutet hierbei, dass nicht nur fremderwärmtes Wärmemedium, wie beispielsweise Kühlwasser einer Brennkraftmaschine, zur Heizung der Fahrgastzelle sondern auch kaltes Wärmeübertragungsmedium zur Kühlung Verwendung finden kann, um allgemein besagte Klimatisierung der Fahrgastzelle in Abhängigkeit von der Außentemperatur zu gestatten. Diese Maßnahme wird dabei durch den vorteilhaften Bodenaufbau aus günstig wärmeleitfähigem Aluminium unterstützt.
Selbstverständlich können Medienleitungen 15, wie besagte Rohrleitungen, auch einstückig mit den Hohlprofile ausbildenden Profilen 3₁ bis 3_n oder den Abdeckteilen 11 ausgebildet sein oder die gebildeten Hohlräume 14 bilden selbst Medienleitungen 15 aus, welches sich insbesondere bei Verwendung vorkonditionierter Luft 19 (warm, kalt) als Wärmetransportmedium anbietet und beispielsweise von einer vorhandenen an sich bekannten Klimaanlage bereitgestellt werden kann.

1: Bodenblech
2: Bodenpanel
3_1-n: Profile
4: Befestigungselement
5: Klebung
6: Seitenstege
7: Längsnut (Feder-Nut-Verbindung)
8: „Feder" (Feder-Nut-Verbindung)
9: Schienenelement
10: Schwalbenschwanznut (Schienenelement 9)
11: Abdeckteile
12: Trittfläche
13: Nuten (Schienenelement 9)
14: Hohlräume
15: Medienleitungen
16: Vorlauf
17: Rücklauf
18: Befestigungselement
19: Luft

Claims

Kraftfahrzeugboden mit einem Bodenblech (1), welches sich zwischen unteren Längs- und/oder Querträgern der Kraftfahrzeugkarosserie erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der nach oben weisenden Fläche des Bodenbleches (1) zumindest ein Bodenpanel (2) aus einer Mehrzahl in einer gemeinsamen Ebene nebeneinander angeordneter und untereinander verbundener langgestreckter Profile (3_1-n ) zugeordnet und am Bodenblech (1) festgelegt ist.
Kraftfahrzeugboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die einzelnen Profile (3_1-n ) des Bodenpanels (2) weitestgehend in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken.
Kraftfahrzeugboden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile (3_1-n ) durch Stranggussprofile und/oder Blechumformprofile gebildet sind.
Kraftfahrzeugboden nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Profile (3_1-n ) untereinander kraftschlüssig mittels an sich bekannter mechanischer Befestigungselemente, formschlüssig, wie durch Feder-Nut-Verbindungen, und/oder stoffschlüssig durch Schweißung oder Klebung verbunden sind.
Kraftfahrzeugboden nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines, vorzugsweise mehrere der Profile (3₁ ) mittels mechanischer Befestigungselemente und/oder stoffschlüssig mit dem Bodenblech () fest verbunden sind.
Kraftfahrzeugboden nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einem oder mehreren der Profile (3_1-n ) Schienenelemente (9) zum Verschieben und/oder Aufnahmeelemente zum Befestigen von Anbauteilen integriert sind.
Kraftfahrzeugboden nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienenelemente (9) und/oder die Aufnahmeelemente einstückig mit dem Profil (3) ausgebildet sind.
Kraftfahrzeugboden nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile (3_1-n ) aus Stahl oder Leichtmetall bestehen.
Kraftfahrzeugboden nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile (3_1-n ) aus einem wärmeleitfähigen Werkstoff bestehen.
Kraftfahrzeugboden nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile (3) durch im Querschnitt offene und/oder geschlossene Hohlprofile und/oder durch Vollprofile gebildet sind.
Kraftfahrzeugboden nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Querschnitt offene Hohlprofile als nach oben offene Hohlprofile ausgebildet und von einem oder mehreren, eine Trittfläche (12) ausbildenden separaten Abdeckteilen (11) verschließbar sind.
Kraftfahrzeugboden nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckteile (11) aus Stahlblech, Leichtmetall, Kunststoff und/oder einem Verbundwerkstoff bestehen.
Kraftfahrzeugboden nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckteile (11) aus einem wärmeleitfähigen Werkstoff bestehen.
Kraftfahrzeugboden nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass Abdeckteile (11) aus Leichtmetall durch einen Aluminium-Sandwich gebildet sind.
Kraftfahrzeugboden nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckteile (11) formschlüssig, mittels mechanischer Befestigungselemente und/oder stoffschlüssig mit den im Querschnitt offenen Hohlprofilen verbunden sind.
Kraftfahrzeugboden nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine obere Profilwandung von im Querschnitt geschlossenen Hohlprofilen als Trittfläche (12) ausgebildet ist.
Kraftfahrzeugboden nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der zwischen den offenen Hohlprofilen und den Abdeckteilen (11) gebildeten Hohlräume (14) und/oder innerhalb der Hohlräume (14) der geschlossenen Hohlprofile Medienleitungen (15) zum Hindurchleiten eines wärmespeichernden Mediums angeordnet sind.
Kraftfahrzeugboden nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Medienleitungen (15) an der Innenmanteifläche der Hohlprofile und/oder an den Abdeckteilen (11) festgelegt oder einstückig mit denselben ausgebildet sind.
Kraftfahrzeugboden nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume (14) selbst als Medienleitungen (15) fungieren.