DE102006054002A1

DE102006054002A1 - Unterbodenverkleidung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102006054002A1
Application number: DE102006054002A
Authority: DE
Inventors: Jochen Döll; Martin Kruse; Thomas Schneidewind
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2006-11-16
Filing date: 2006-11-16
Publication date: 2008-05-21

Abstract

Bei einer Unterbodenverkleidung für ein Kraftfahrzeug, welche an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs angebracht ist und ein Kunststoffmaterial aufweist, sind zur Versteifung einer Karosserie des Kraftfahrzeugs in das als Matrixwerkstoff dienende Kunststoffmaterial Versteifungsfasern eingelegt, welche im wesentlichen von einem Rand der Unterbodenverkleidung zu einem anderen Rand derselben verlaufen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Unterbodenverkleidung für ein Kraftfahrzeug, welche an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs angebracht ist und ein Kunststoffmaterial aufweist.
Eine gattungsgemäße Unterbodenverkleidung ist aus der DE 101 57 838 A1 bekannt. Um Vorteile im Bereich des Schallschutzes zu erzielen und/oder zusätzliche Funktionselemente aufnehmen zu können, weist diese bekannte Unterbodenverkleidung einen doppelwandigen Aufbau mit einer Unterwand und einer Oberwand auf, wobei die Unterwand eine strömungsangepasste Unterfläche überdeckend zu einem Boden des Kraftfahrzeugs bildet. Als Ausgangsmaterial für diese Unterbodenverkleidung kann beispielsweise Propylen, bevorzugt mit Glasfaser versetzt, verwendet werden.
In der DE 20 2005 008 921 U1 ist eine Hybrid-Unterbodenverkleidung beschrieben, welche mindestens einen formstabilisierenden Bereich und mindestens einen akustisch wirksamen Bereich aufweist. Der formstabilisierende Bereich wiederum weist einen ein- oder mehrlagigen Materialaufbau auf und kann aus einem Kunststoff-Kunststoff-, Faser-Faser- oder Kunststoff-Faser-Gemisch gefertigt sein.
Die bei diesen bekannten Unterbodenverkleidungen eingesetzten Verstärkungsfasern sind Kurzfasern, die zwar verhältnismäßig einfach verarbeitet werden können und die zur Verbesserung der Akustik beitragen, die die Steifigkeit der auch zur Verbesserung des c_w-Werts eingesetzten Verkleidung jedoch nicht entscheidend erhöhen. Gerade bei Cabriolet- oder Roadster-Fahrzeugen ist jedoch eine Versteifung der Karosserie eine sehr wichtige Aufgabe, die meist aufwändige und damit teure Maßnahmen nach sich zieht.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Unterbodenverkleidung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die nicht nur zur Verbesserung der Akustik und zur Verringerung des c_w-Werts dient, sondern auch zur Versteifung der Karosserie beiträgt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Durch die erfindungsgemäß in das als Matrixwerkstoff dienende Kunststoffmaterial eingelegten, von einem Rand der Unterbodenverkleidung zu einem anderen Rand derselben, also durch das gesamte Bauteil, verlaufenden Versteifungsfasern ergibt sich eine erhebliche Versteifung der Unterbodenverkleidung und somit der gesamten Karosserie des Kraftfahrzeugs, und zwar vorteilhafterweise mit relativ geringem Aufwand und einer vernachlässigbar geringen zusätzlichen Masse, da die Versteifungsfasern eine sehr ähnliche Dichte aufweisen können wie der Matrixwerkstoff. Dadurch können über den Werkstoff Lastpfade aufgebaut werden und es ist ein Verzicht auf ansonsten erforderliche, rohbaufeste Versteifungsmaßnahmen insbesondere bei der Konstruktion von Cabriolet- bzw. Roadster-Fahrzeugen möglich, was wiederum zu einer Verringerung der Masse des mit der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung ausgestatteten Kraftfahrzeugs führt.
Die weiteren Aufgaben der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung, nämlich die Verbesserung der Akustik und die Verringerung des c_w-Werts durch eine geleitete Unterströmung des Kraftfahrzeugs, werden durch die erfindungsgemäße Lösung vorteilhafterweise nicht negativ beeinflusst.
Hinsichtlich des Kraftflusses innerhalb der Karosserie und somit innerhalb der erfindungsgemäß die Karosserie des Kraftfahrzeugs verstärkenden Unterbodenverkleidung hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Versteifungsfasern zu ihrem überwiegenden Teil im wesentlichen diagonal zu der Längsrichtung des Kraftfahrzeugs verlaufen.
Um eine noch bessere Anpassung der Unterbodenverkleidung an den Kraftverlauf zu erzielen, kann des weiteren vorgesehen sein, dass zusätzlich zu den von einem Rand der Unterbodenverkleidung zu einem anderen Rand derselben verlaufenden Versteifungsfasern zusätzliche, lokale Versteifungsfasern vorgesehen sind.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen. Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.
Es zeigt:
1 ein mit der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung ausgestattetes Kraftfahrzeug; und
2 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Unterbodenverkleidung.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Karosserie 2, welche an ihrer Unterseite durch eine Unterbodenverkleidung 3 abgeschlossen ist. Das in 1 dargestellte Kraftfahrzeug 1 dient lediglich als Beispiel und es könnte sich alternativ auch um ein Cabrio- bzw. Roadster-Fahrzeug, jedoch auch um einen Kombi oder ein Kraftfahrzeug 1 mit einer vollkommen anderen Karosserie 2 handeln.
2 zeigt eine Draufsicht auf die Unterbodenverkleidung 3 von innerhalb des Kraftfahrzeugs 1 aus betrachtet, d. h. es ist die Oberseite der Unterbodenverkleidung 3 erkennbar. Die Unterbodenverkleidung 3 besteht im vorliegenden Fall aus zwei einzelnen Verkleidungsteilen 3a und 3b, wobei das Verkleidungsteil 3a dem vorderen und das Verkleidungsteil 3b dem hinteren Bereich des Kraftfahrzeugs 1 zugeordnet ist. Zwischen den beiden Verkleidungsteilen 3a und 3b befindet sich eine Abdeckung 3c zur Abdeckung eines nicht dargestellten Getriebetunnels, die nicht mit den beiden Verkleidungsteilen 3a und 3b verbunden sein muss.
Die Unterbodenverkleidung 3 weist ein Kunststoffmaterial auf, welches als Matrixwerkstoff dient und vorzugsweise ein Duroplast oder ein Thermoplast ist. In das Kunststoffmaterial der Unterbodenverkleidung 3 sind mehrere, lange Versteifungsfasern 4 eingelegt, welche sowohl bei dem vorderen Verkleidungsteil 3a als auch bei dem hinteren Verkleidungsteil 3b jeweils ununterbrochen von einem Rand der Unterbodenverkleidung 3 zu einem anderen Rand derselben verlaufen. Das Kunststoffmaterial bildet vorzugsweise den Hauptbestandteil der Unterbodenverkleidung 3, die Versteifungsfasern 4 können jedoch bis zu 60% des Volumens der Unterboden verkleidung 3 einnehmen. Wie zu erkennen ist, verläuft der überwiegende Teil der vorzugsweise aus Kohlefaser bestehenden, in dem Matrixwerkstoff fixierten Versteifungsfasern 4 im wesentlichen diagonal zu der Längsrichtung des Kraftfahrzeugs 1, da dies im wesentlichen dem Kraftfluss innerhalb der Unterbodenverkleidung 3 entspricht und einer Schubverformung der Unterbodenverkleidung 3 und damit einer Torsion der Karosserie 2 entgegenwirkt.
Des weiteren ist zu erkennen, dass zusätzlich zu den von dem einen Rand der Unterbodenverkleidung 3 zu dem anderen Rand derselben verlaufenden Versteifungsfasern 4 zusätzliche, lokale Versteifungsfasern 5 vorgesehen sind, die zur Versteifung einzelner, besonders beanspruchter Bereiche der Unterbodenverkleidung 3 dienen und die zwar, wie dargestellt, ebenfalls von einem Rand zu einem anderen Rand verlaufen können, jedoch nicht über die gesamte Länge der Unterbodenverkleidung 3 bzw. eines der beiden Verkleidungsteile 3a bzw. 3b verlaufen müssen.
Die beiden Verkleidungsteile 3a und 3b der Unterbodenverkleidung 3 weisen mehrere Ausnehmungen 6 auf, die sich vorzugsweise an den Rändern der Unterbodenverkleidung 3 befinden und die zur Aufnahme von Verbindungselementen zur lösbaren Verbindung der Unterbodenverkleidung 3 mit der Karosserie 2 dienen. Als Verbindungselemente kommen insbesondere durch die Ausnehmungen 6 verlaufende Schrauben in Frage.
Durch entsprechende Techniken mit Vorformlingen, wie Prepregs, also aus Endlosfasern und einer ungehärteten Kunststoffmatrix bestehenden Halbzeugen, Geweben, Gelegen oder Gewirken lassen sich die Versteifungsfasern 4 und/oder 5 kraftflussgerecht einbringen. Zur Einbringung der Versteifungsfasern 4 und 5 in die Kunststoffmatrix und der Verbindung der Versteifungsfasern 4 und 5 mit derselben können an sich bekannte und daher nicht näher beschriebene Techniken, wie zum Beispiel Laminieren oder Pressen, eingesetzt werden.

Claims

Unterbodenverkleidung für ein Kraftfahrzeug, welche an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs angebracht ist und ein Kunststoffmaterial aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Versteifung einer Karosserie (2) des Kraftfahrzeugs (1) in das als Matrixwerkstoff dienende Kunststoffmaterial Versteifungsfasern (4, 5) eingelegt sind, welche im wesentlichen von einem Rand der Unterbodenverkleidung (3) zu einem anderen Rand derselben verlaufen.
Unterbodenverkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsfasern (4, 5) zu ihrem überwiegenden Teil im wesentlichen diagonal zu der Längsrichtung des Kraftfahrzeugs (1) verlaufen.
Unterbodenverkleidung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den von einem Rand der Unterbodenverkleidung (4) zu einem anderen Rand derselben verlaufenden Versteifungsfasern (4) lokale Versteifungsfasern (5) vorgesehen sind.
Unterbodenverkleidung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das als Matrixwerkstoff dienende Kunststoffmaterial ein Duroplast ist.
Unterbodenverkleidung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das als Matrixwerkstoff dienende Kunststoffmaterial ein Thermoplast ist.
Unterbodenverkleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsfasern (4, 5) Kohlefasern sind.
Unterbodenverkleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe mittels lösbarer Verbindungselemente mit der Karosserie (2) verbindbar ist.