DE102008024702B4

DE102008024702B4 - Aufbaustruktur für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102008024702B4
Application number: DE102008024702.2A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Walter; Jan Christian Sträter; Holger HAHLWEG; Roberto Oggianu
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2008-05-21
Filing date: 2008-05-21
Publication date: 2018-03-01
Anticipated expiration: 2028-05-22
Also published as: DE102008024702A1; US8011719B2; CN101585375A; CN101585375B; US20090289475A1

Abstract

Aufbaustruktur, insb. für einen Hinterwagen eines Kraftfahrzeugs, die einen Dachrahmenquerträger mit jeweils endseitig verbundenen seitlichen vorderen Dachrahmenträgern und hinteren Dichtkanalwangen umfasst und in einem Knotenpunkt der Träger eine C-Säule angebunden ist und welche jeweils an einem Radhaus befestigt ist, zwischen denen sich mit Fahrzeuglängsträgern verbundene bodenseitige Querträger erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Dachrahmenquerträger (10) und dem seitlichen Dachrahmenträger (11) sowie der hinteren Dichtkanalwange (12) im Bereich der C-Säule (8) jeweils ein innen liegendes Knotenblech (14) verbunden ist, das gegenüberstehend zu einem weiteren außen liegenden Knotenblech (15) angeordnet ist und die beiden Knotenbleche (14, 15) ein Säulenprofil bilden und an einem Radkasten (3) der Aufbaustruktur befestigt sind, wobei das innen liegende Knotenblech (15) über anschließende Innenkonsolen (19, 20) an einem Fahrzeuglängsträger (4) gehalten wird, an dem sich zwei zueinander beabstandete Querträger (6, 7) im Fahrzeugboden anschließen, die anschließend zur Abstützbasis (Abstützpunkte 21, 22) der Innenkonsole (20) am Fahrzeuglängsträger (4) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufbaustruktur für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Hinterwagen eines Kraftfahrzeugs, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 197 37 740 A1 ist eine selbsttragende Karosserie für ein Fahrzeug mit Hohlprofilträgerteilen bekannt, durch die zwei in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander angeordnete U-Rahmen gebildet werden, die von Säulen des Fahrzeugaufbaus und Bodenabschnitten ergänzt sind.
Auch aus der US 2007/0138837 A1 ist eine ähnliche Hinterwagenkonstruktion bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Aufbaustruktur für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Hinterwagen eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, mit der eine Torsionssteifigkeit des Fahrzeugs bzw. des Hinterwagens des Fahrzeugs im Bereich der C-Säulen verbessert und in diesem Bereich ein gezielter Kraftfluss erreicht werden soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
Nach der Erfindung wird vorgeschlagen, dass mit dem Dachrahmenquerträger und den seitlichen Dachrahmenträgern sowie den hinteren Dichtkanalwangen im Bereich der C-Säule ein innen liegendes Knotenblech verbunden ist, welches gegenüberstehend zu einem weiteren außen liegenden Knotenblech angeordnet ist und die beiden Knotenbleche ein sog. Säulenprofil bilden und an einem Radkasten der Aufbaustruktur befestigt sind, wobei das innen liegende Knotenblech über anschließende Innenkonsolen an einem Fahrzeuglängsträger abgestützt gehalten wird, an dem sich zwei Querträger im Fahrzeugboden anschließen, die im Bereich der Abstützbasis der Innenkonsole am Längsträger bzw. anschließend zur Abstützbasis angeordnet sind. Mit dem Dachrahmenquerträger und den ein Säulenprofil bildenden Knotenblechen sowie den Innenkonsolen wird ein umlaufender C-förmiger Festigkeitsverbund gebildet, wobei ein erster oberer Kraftfluss durch die Säulen und den Dachrahmenquerträger verläuft und ein weiterer unterer Kraftfluss sich in zwei Querträgern im Bodenbereich aufteilt. Durch die Versteifung der C-Säule mittels gegenüberstehender Knotenbleche, welche im Wesentlichen ein Hohlprofil bilden und durch die Anbindung der Knotenbleche am Radhaus bzw. der Innenkonsole am Längsträger wird mit dem Dachrahmenquerträger ein C-förmiger Festigkeitsverbund geschaffen, über den eine optimale Torsionssteifigkeit des Fahrzeugaufbaus bzw. des Hinterwagens im Bereich der C-Säulen erzielbar ist.
Die untere Innenkonsole ist derart örtlich am Fahrzeuglängsträger befestigt, dass weiterführende Querträger in der Bodenstruktur zu beiden Seiten der Innenkonsole sich unmittelbar anschließen können. Durch diese Ausbildung der Aufbaustruktur des Hinterwagens mit über die Knotenbleche verstärkten C-Säulen, die am Dachrahmenquerträger angebunden sind sowie der sich an die Innenkonsole anschließenden beiden Boden-Querträger, ergibt sich in vorteilhafter Weise der gezielte Verlauf des oberen Kraftflusses über die beiden C-Säulen und den Dachrahmenquerträger.
Das innen liegende Knotenblech erstreckt sich jeweils mit wegragenden Anformungen zur Verbindung über den seitlichen Dachrahmenträger, über den vorderen Dachrahmenquerträger, über die hinteren Dichtkanalwangen sowie über die Innenkonsole. Diese Ausführung ermöglicht eine optimale Verbindung zum Befestigen sowie eine genaue Positionierung zu diesen Aufbauteilen des Fahrzeugs.
Die obere Innenkonsole ist mit dem innen liegenden Knotenblech randseitig verbunden, wobei die anschließende untere Innenkonsole mit einem unteren Rand an der inneren Radkastenhälfte abgestützt ist und sich bis zur Verbindungslinie der zusammentreffenden Radkastenhälften erstreckt. Hierdurch wird eine Abstützung des innen hegenden Knotenblechs am Radkasten erzielt, wodurch ein starrer Säulenverbund geschaffen wird.
Die untere Innenkonsole erstreckt sich bogenförmig über die innere Radkastenhälfte und ist mit dieser mit seitlichen Rändern anliegend verbunden und weist endseitig zwei einem Fahrzeuglängsträger zugerichtete vertikale Stützstreben auf, die in gemeinsamen senkrechten Ebenen mit den Querträgern im Fahrzeugboden angeordnet sind. Durch die örtlich nahe Zuordnung der Stützstreben der Innenkonsole zu den beiden Querträgern im Bodenbereich der Aufbaustruktur, wird ein Festigkeitsverbund geschaffen der eine Kraftaufnahme bzw. den gezielten zweigeteilten Kraftfluss in den Bodenbereich des Kraftfahrzeugs ermöglicht.
Insgesamt bilden die beiden gegenüberstehenden Knotenbleche eine Verstärkung der C-Säule, wobei sie derart über die Höhe ausgeformt sind, dass sich Hohlprofile verschiedenen Querschnitts ergeben. So sind in einer senkrechten Säulen-Mittenquerebene die beiden Knotenbleche obenseitig gemeinsam am Dachrahmenquerträger gehalten, wobei ein unteres Ende des außen liegenden Knotenblechs im Verbindungsbereich der äußeren Radkastenhälfte mit der inneren Radkastenhälfte befestigt ist und das innen liegende Knotenblech mit der verbundenen Innenkonsole mit einem unterseitigen Ende beabstandet zum Verbindungsbereich an der inneren Radkastenhälfte befestigt ist.
Des Weiteren ergibt sich in einer senkrechten Mittenquerebene durch eine vordere Anformung des innen liegenden Knotenblechs mit dem außen liegenden Knotenblech ein Verstärkungsprofil, das endseitig miteinander verbunden ist und sowohl am Dach als auch an einer äußeren Seitenwand befestigbar ist. Die untere Verbindung der Knotenbleche erfolgt am Radkasten mit einer relativ großen Basis, d. h. die unteren Verbindungen zum Radkasten sind beabstandet zueinander angeordnet. Auch im Dachbereich an den seitlichen Dachrahmenträger bilden sich durch die beiden Knotenbleche Hohlprofile, wobei das Dach bzw. die Seitenwand mit verbunden ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine schaubildliche Darstellung eines Hinterwagens eines Kraftfahrzeugs mit Dachrahmenquerträger, seitlichen Dachrahmenträgern sowie Dichtkanalwangen und zwei Boden-Querträger und eine verstärkte C-Säule,
2 eine vergrößerte schaubildliche Darstellung der Anordnung des innen liegenden Knotenblechs mit Innenkonsole, Dachrahmenquerträger und den beiden Boden-Querträgern,
3 eine schaubildliche Darstellung des außen liegenden Knotenblechs,
4 einen Schnitt durch das außen liegende und innen liegende Knotenblech nach der Linie IV-IV der 6,
5 einen weiteren Schnitt durch die Knotenbleche nach der Linie V-V der 6,
6 eine Ansicht auf die Aufbaustruktur mit innen liegendem Knotenblech von innen und unten her gesehen,
7 einen Schnitt im Bereich des seitlichen Dachrahmens nach der Linie VII-VII der 6,
8 einen Schnitt im Bereich des Dachrahmenquerträgers nach der Linie VIII-VIII der 6 und
9 eine schaubildliche Darstellung auf das außen liegende Knotenblech mit innen liegendem Knotenblech.
Die Aufbaustruktur eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für einen Hinterwagen 1 eines Kraftfahrzeugs, umfasst im Wesentlichen Seitenwände 2 und zwischen diesen angeordnete Radkästen 3 sowie Fahrzeuglängsträger 4 und eine Bodengruppe mit zwei Fahrzeugquerträgern 6 und 7. Eine C-Säule 8 des Hinterwagens 1 wird jeweils durch Hohlprofile gebildet, die über einen Dachrahmenquerträger 10 miteinander verbunden sind, wobei an diesen sich nach vorne erstreckende seitliche Dachrahmenträger 11 anschließen und nach hinten erstreckende Dichtkanalwangen 12 zur Aufnahme einer Heckklappe vorgesehen sind.
Die C-Säule 8 der Aufbaustruktur des Hinterwagens 1 wird im Wesentlichen durch ein innen liegendes Knotenblech 14 und ein gegenüberstehendes außen liegendes weiteres Knotenblech 15 verstärkt. Das innen liegende Knotenblech 14 ist mit einer oberen Innenkonsole 19 verbunden, die wiederum mit einer weiteren unteren Innenkonsole 20 als Stützelement verbunden ist.
Das außen liegende Knotenblech 15 erstreckt sich vom Radkasten 3 über den seitlichen Dachrahmenträger 11 sowie die hinteren Dichtkanalwangen 12 und dem Dachrahmenquerträger 10. Das innen liegende Knotenblech 14 ist mit einer oberen Innenkonsole 19 verbunden, die an einer anschließenden weiteren, ein Stützelement bildende untere Innenkonsole 20 gehalten ist. Das Knotenblech 14 weist mehrere wegragende Anformungen 16, 17 und 18 auf, die mit dem Dachrahmenquerträger 10, dem seitlichen Dachrahmenträger 14 und den Dichtkanalwangen 12 sowie mit den inneren Konsolen 19, 20 einen Verbund ergeben.
Die untere Innenkonsole 20 weist Stützstreben S1 und S2 auf und ist über diese mit dem Fahrzeuglängsträger 4 verbunden, an dem die zwei Querträger 6, 7 befestigt sind, welche sich in gleichen senkrechten Querebenen x-x und y-y mit den Stützstreben S1 und S2 in den Abstützpunkten 21, 22 der Innenkonsole 20 am Längsträger 4 erstrecken. Durch diese Ausführung, wird ein erster oberer Kraftfluss K über die C-Säulen 8 und über den Dachrahmenquerträger 10 erzeugt und ein zweiter unterer Kraftfluss K1 teilt sich auf die zwei Querträger 6 und 7 zwischen den Fahrzeuglängsträgern 4 auf, wie die Pfeile in 1 näher zeigen.
Die eine obere Innenkonsole 19 ist mit einem oberen Rand R mit der hinteren Dichtkanalwange 12 und dem Dachrahmenquerträger 10 sowie dem innen liegenden Knotenblech 14 verbunden und mit einem weiteren Rand R1 auf dem Radkasten 8 abgestützt und an diesem befestigt.
Die an die obere Innenkonsole 19 anschließende weitere als Stützelement ausgebildete untere Innenkonsole 20 erstreckt sich bogenförmig über eine innere Radkastenhälfte 25 und ist etwa in einer Verbindungslinie V von der inneren Radkastenhälfte 25 zur äußeren Radkastenhälfte 24 mit der oberen Innenkonsole 19 verbunden.
Wie in 4 in einem Vertikalschnitt durch einen Knotenabschnitt K im zusammentreffenden Bereich vom Dachrahmenquerträger 10, seitlichen Dachrahmenträger 11 und hinterer Dichtkanalwange 12 dargestellt, ist das innen liegende Knotenblech 14 mit dem Dachrahmenquerträger 10 sowie mit dem außen liegenden Knotenblech 15 in den Bereichen 27 und 28 verbunden. Das außen liegende Knotenblech 15 ist im Verbindungsbereich 29 der beiden Radkastenhälften 24 und 25 befestigt. Das innen liegende Knotenblech 14 ist mit der Innenkonsole 19 im Verbindungspunkt 30 verbunden und diese ist an der inneren Radkastenhälfte 25 befestigt.
In 5 ist ein Vertikalschnitt in Querrichtung durch den Knotenabschnitt K gezeigt, bei der die Knotenbleche 14, 15 im Dachbereich D und im Bereich des Dachrahmens ein Hohlprofil bilden und das außen liegende Knotenblech 15 sich bis zum Radkasten 3 erstreckt und mit diesem verbunden ist.
In 7 ist ein Vertikalschnitt durch das innen liegende Knotenblech 14 und durch die Anformung 17 des außen liegenden Knotenblechs 15 im Bereich des seitlichen Dachrahmenträgers 11 gezeigt. Auch hier bilden die beiden Knotenbleche 14, 15 ein die C-Säule verstärkendes Hohlträgerprofil, das außen von der Seitenwand 2 umschlossen ist. Eine Verbindung der Knotenbleche 14, 15 erfolgt im zusammentreffenden Bereich 30 am Dach D sowie im Bereich 31 an der Seitenwand 2.
In 8 ist ein Vertikalschnitt durch das innen liegende Knotenblech 14 und durch die Anformung 16 am außen liegenden Knotenblech 15 gezeigt. Die beiden Knotenbleche 14, 15 bilden einen Hohlträgerprofil, das sich im Dachbereich D erstreckt.

Claims

Aufbaustruktur, insb. für einen Hinterwagen eines Kraftfahrzeugs, die einen Dachrahmenquerträger mit jeweils endseitig verbundenen seitlichen vorderen Dachrahmenträgern und hinteren Dichtkanalwangen umfasst und in einem Knotenpunkt der Träger eine C-Säule angebunden ist und welche jeweils an einem Radhaus befestigt ist, zwischen denen sich mit Fahrzeuglängsträgern verbundene bodenseitige Querträger erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Dachrahmenquerträger (10) und dem seitlichen Dachrahmenträger (11) sowie der hinteren Dichtkanalwange (12) im Bereich der C-Säule (8) jeweils ein innen liegendes Knotenblech (14) verbunden ist, das gegenüberstehend zu einem weiteren außen liegenden Knotenblech (15) angeordnet ist und die beiden Knotenbleche (14, 15) ein Säulenprofil bilden und an einem Radkasten (3) der Aufbaustruktur befestigt sind, wobei das innen liegende Knotenblech (15) über anschließende Innenkonsolen (19, 20) an einem Fahrzeuglängsträger (4) gehalten wird, an dem sich zwei zueinander beabstandete Querträger (6, 7) im Fahrzeugboden anschließen, die anschließend zur Abstützbasis (Abstützpunkte 21, 22) der Innenkonsole (20) am Fahrzeuglängsträger (4) angeordnet sind.
Aufbaustruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dachrahmenquerträger (10) mit dem ein Säulenprofil bildenden Knotenblechen (14, 15) sowie den Innenkonsolen (19, 20) einen umlaufenden C-förmigen Festigkeitsverbund mit einem ersten oberen Kraftfluss (K) bildet und ein zweiter unterer Kraftfluss (K1) über die zwei am Fahrzuglängsträger (4) angebundenen Querträger (6, 7) im Fahrzeugboden aufgeteilt ist.
Aufbaustruktur nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das innen liegende Knotenblech (14) sich jeweils mit wegragenden Anformungen (16, 17, 18) zur Verbindung über die seitlichen Dachrahmenträger (11), den vorderen Dachrahmenquerträger (10), die hinteren Dichtkanalwangen (12) sowie über die Innenkonsole (19) erstreckt.
Aufbaustruktur nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Innenkonsole (19) mit dem innen liegenden Knotenblech (14) am Rand (R) verbunden ist und mit der anschließenden unteren Innenkonsole (20) auf der inneren Radkastenhälfte (25) gehalten ist, wobei die untere Innenkonsole (20) sich bis zur Verbindungslinie (V) der zusammentreffenden Radkastenhälften (24, 25) erstreckt.
Aufbaustruktur nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Innenkonsole (20) sich bogenförmig über die innere Radkastenhälfte (25) erstreckt, an dieser mit den seitlichen Rändern anliegend verbunden ist und endseitig zwei dem Fahrzuglängsträger (4) zugerichtete vertikale Stützstreben (S1, S2) aufweist, die in gemeinsamen senkrechten Ebenen (x-x und y-y) mit den Querträgern (7, 6) im Fahrzeugboden angeordnet sind.
Aufbaustruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer senkrechten Säulen-Mittenquerebene (IV-IV) die beiden Knotenbleche (14, 15) oberseitig gemeinsam am Dachrahmenquerträger (10) gehalten sind, wobei ein unteres Ende des außen liegenden Knotenbleches (15) im Verbindungsbereich (V) der äußeren Radkastenhälfte (24) mit der inneren Radkastenhälfte (25) befestigt ist und das innen liegende Knotenblech (14) mit der verbundenen oberen Innenkonsole (19) mit einem unterseitigen Ende beabstandet zum Verbindungsbereich (V) an der inneren Radkastenhälfte (25) befestigt ist.
Aufbaustruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer senkrechten Mittenquerebene (VII-VII) die vordere Anformung (17) des innen liegenden Knotenblechs (14) – in Bezug auf die Fahrtrichtung (F) – mit dem außen liegenden Knotenblech (15) ein Verstärkungsprofil ergibt, das endseitig an freien Enden in den zusammentreffenden Bereichen (31 und 31a) miteinander verbunden ist und sowohl am Dach (D) als auch an einer äußeren Seitenwand (2) befestigbar ist.
Aufbaustruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer senkrechten Fahrzeuglängsmittenebene (VIII-VIII) im Bereich des Dachrahmenquerträgers (10), das innen liegende Knotenblech (14) mit der sich zur Fahrzeuglängsmittenachse (L) erstreckenden Anformung (16) mit einem Dachrahmenblech verbunden ist.
Aufbaustruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer senkrechten Ebene (V-V) durch das innen liegende und außen liegende Knotenblech (14, 15) und durch den Dachrahmenquerträger (10) sich im Dachbereich ein Hohlprofil aus dem innen und außen liegenden Knotenblechen (14, (15) bildet und nur das außen liegende Knotenblech (15) weitergeführt mit dem Radkasten (3) verbunden ist.