DE102008036335A1

DE102008036335A1 - Versteifungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102008036335A1
Application number: DE102008036335A
Authority: DE
Inventors: Boris Suaznabar Mendoza; Heiko Teichmann; Ursula Schäf
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2008-08-04
Filing date: 2008-08-04
Publication date: 2010-02-18
Anticipated expiration: 2028-08-05
Also published as: DE102008036335B4; JP2010036894A; US8075049B2; JP5006910B2; US20100026046A1; RU2401761C1

Abstract

Die Versteifungsvorrichtung für einen Fahrzeugaufbau mit einem im Querschnitt u-profilförmigen Mitteltunnel eines Kraftfahrzeugs weist an der Unterseite eine Tunnelbrücke auf, die mindestens zwei Querträger und mit diesen verbundene Längsträger umfasst, wobei die Querträger sich unterhalb des Mitteltunnels erstrecken und mit einem freien Ende jeweils am Fahrzeugaufbau über Verbindungsmittel befestigbar sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Versteifungsvorrichtung für einen Fahrzeugaufbau mit einem im Querschnitt u-profilförmigen Mitteltunnel eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 100 05 245 A1 ist ein Fahrzeugaufbau für ein Kraftfahrzeug bekannt, welcher eine Bodenanlage mit einer Sitzquerträger umfassenden Bodenstruktur umfasst und im Mitteltunnel eine Querbrücke zwischen Tunnelseitenwänden angeordnet ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Versteifungsvorrichtung für einen Fahrzeugaufbau mit einem Mitteltunnel eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, mit der bei einem Crashfall eine gezielte Verstärkung des Fahrzeugaufbaus insb. im Bereich des Mitteltunnels, gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, dass hauptsächlich im Bereich der B-Säule des Fahrzeugaufbaus sowie in einem anschließenden weiteren hinteren Fahrzeugaufbaubereich eine Verstärkung in Längs- und Querrichtung erzielt wird. Dies wird erreicht, indem der Mitteltunnel an seiner dem Bodenblech des Fahrzeugaufbaus zugerichteten Unterseite eine Tunnelbrücke aufweist, die mindestens zwei Querträger und mit diesen Querträgern verbundene Längsträger umfasst, wobei die Querträger sich unterhalb von Abstellungen des Mitteltunnels in Fahrzeugquerrichtung erstrecken und mit einem freien Ende jeweils am Fahrzeugaufbau über Verbindungsmittel befestigbar sind. Insbesondere ist die Tunnelbrücke am hinteren Ende des Mitteltunnels – in Bezug auf die Fahrtrichtung gesehen – mit Anschluß zu einem quer angeordneten Fersenblechträger angeordnet.
In weiterer Ausgestaltung nach der Erfindung ist vorgesehen, dass der eine vorn liegende Querträger der Tunnelbrücke zwischen Sitzquerträgern für Vordersitze im Bereich einer B-Säule und der weitere hinten liegende Querträger der Tunnelbrücke zwischen Sitzquerträgern von Rücksitzen oder unmittelbar vor dem Fersenblechträger angeordnet ist.
Durch diese Ausführung und Anordnung der Tunnelbrücke wird ein Festigkeitsverbund bzw. ein Knotenpunkt geschaffen, der bei einem Front- sowie bei einem Seitencrash, insb. bei einem Seitenaufprall im Bereich der B-Säule des Fahrzeugaufbaus, eine Energieaufnahme bewirkt, was ohne Verstärkung des Mitteltunnels nicht erreichbar ist.
Insbesondere ist nach der Erfindung vorgesehen, dass die beiden Querträger einen offenen Bereich des Mitteltunnels in Fahrzeugquerrichtung überbrücken, wobei die Längsträger innerhalb des offenen Bereichs des Mitteltunnels beabstandet zueinander angeordnet sind. Die Querträger bestehen beispielsweise aus einem hohlen, profilierten Strangpressprofil und weisen außenseitig Aufnahmen für mit diesen korrespondierende Stirnseiten der Längsträger auf, die über eine stoffschlüssige Verbindung mit den Querträgern verbindbar sind. Die Querträger sind somit quasi zwischen den beidseitig des Mitteltunnels angeordneten Sitzquerträgern angeordnet, so dass der nach unten offene Mitteltunnel bei einem Seitencrash nicht zusammengedrückt werden kann und die Seitencrashkraft auf den gegenüberstehenden Sitzquerträger übertragen und von diesem mit abgestützt wird. Die Querträger der Tunnelbrücke weisen als profilierte Hohlträger ein großes Widerstandsmoment auf, so dass ein Verbiegen bzw. Zusammenfalten unter Einwirkung von Seitenkräften unterbindbar ist. Die Längsträger sind freiliegend im Mitteltunnel, d. h. ohne unmittelbare Anbindung angeordnet, so dass auftretende Längskräfte direkt in den hinteren bzw. vorderen Querträger je nach Kraftangriff eingeleitet werden können.
Nach einer weiteren ergänzenden Ausgestaltung der Erfindung weist der hinten liegende Querträger an seiner Oberseite Prallelemente auf, die in Verlängerung der Längsträger angeordnet sein können und sich jeweils mit einer vertikalen Abstützwandung innenseitig der Schenkelwandungen des Mitteltunnels abstützen. Insbesondere sind die Prallelemente im Querschnitt dreieckförmig ausgeführt und eine Befestigungswandung erstreckt sich rechtwinklig zur Abstützwandung, die mit dem Querträger verbunden ist. Diese Prallelemente ragen in den Mitteltunnel hinein und sind dazu ausgelegt, bei einer Seitenkraft die Seitenwandungen des Mitteltunnels am freien Ende abzustützen.
Durch die Ausbildung der Tunnelbrücke und deren Anordnung wird in vorteilhafter Weise ein zwangsgeführter Kraftfluss mit gezielter Energieaufnahme sowohl bei einem Seitencrash als auch bei einem Längs- bzw. Frontcrash über die Querträger und die Längsträger erreicht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine Tunnelbrücke im Bodenbereich eines Kraftfahrzeugs unterhalb eines Mitteltunnels,
2 eine schaubildliche Darstellung einer Tunnelbrücke in Verbindung mit dem Mitteltunnel,
3 eine schaubildliche Darstellung auf die Tunnelbrücke,
4 eine schaubildliche Darstellung auf den hinteren Bereich der Tunnelbrücke mit auf dem hinten liegenden Querträger angeordneten Prallelementen und
5 eine schaubildliche Darstellung auf den vorderen Bereich der Tunnelbrücke mit auf den Querträgern angeordneten Verstärkungselementen.
Eine Versteifungsvorrichtung für einen Fahrzeugaufbau 8 mit einem im Querschnitt u-profilförmigen und nach unten hin offenen Mitteltunnel 2 besteht aus einer Tunnelbrücke 3. Diese umfasst mindestens zwei Querträger 4, 5 und mit diesen verbundene und ein Traggestell bildende Längsträger 6, 7. Die Tunnelbrücke 3 ist über die Querträger 4,5 mit dem Fahrzeugaufbau 8, insbesondere über die Bodenstruktur des Fahrzeugs, verbunden. Die Tunnelbrücke 3 ist am hinteren Ende des Mitteltunnels 2 – in Bezug auf die Fahrtrichtung F gesehen – mit Anschluss zu einem quer angeordneten Fersenblechträger 10 und unterhalb von Abstellungen 11, 12 von Schenkelwandungen 13, 14 des Mitteltunnels 2 angeordnet.
Der eine vorn liegende Querträger 4 der Tunnelbrücke 3 – in Bezug auf die Fahrtrichtung F gesehen – ist zwischen Sitzquerträgern 15, 15a, die zu beiden Seiten des Mitteltunnels 2 angeordnet sind, mit dem Fahrzeugaufbau 8 verbunden. Hierzu sind am freien Ende 16, 17 des Querträgers 4 Verbindungselemente, beispielsweise Schrauben vorgesehen, die Bohrungen 18 des Querträgers 4 und aufgesetzte Verstärkungselemente 19 durchdringen.
Der weitere hinten liegende Querträger 5 – in Bezug auf die Fahrtrichtung F gesehen – ist mit einem Querstrang 5a im Bereich des Mitteltunnels 2 mit dem Fahrzeugaufbau 8 verbunden und ein weiterer Querstrang 5b ist am Fersenblechträger 10 des Fahrzeugaufbaus 8 befestigt. Eine Verbindung erfolgt über Schraubmittel durch Bohrungen 18a. Der Querträger 5 kann nach einer weiteren Ausgestaltung auch zwischen Sitzquerträgern von Rücksitzen angeordnet sein.
Die beiden Querträger 4, 5 überbrücken einen nach unten hin offenen Bereich des im Querschnitt u-profilförmigen Mitteltunnels 2, wobei die Längsträger 6, 7 innerhalb dieses nach unten hin offenen Bereichs des Mitteltunnels 2 freiliegend in diesem bzw. darunter angeordnet sind. Eine Verbindung der Längsträger 6, 7 mit den Querträgern 4, 5 erfolgt stirnseitig in außenseitigen Aufnahmen 20, 21 der Querträger 4, 5. Die Verbindung kann beispielsweise über eine Schweißung S erfolgen.
Die Querträger 4, 5 und die Längsträger 6, 7 können aus Strangpressprofilen bestehen, die hohl mit inneren Verstärkungsstreben ausgeführt sind, wobei die außenseitigen Aufnahmen 20, 21 als Nut 20a oder nur mit einem Auflagesteg 21a ausgeführt sein können.
Der hinten liegende Querträger 5 weist an seiner Oberseite Prallelemente 24, 25 auf, die jeweils innenseitig der Schenkelwandungen 13, 14 anliegen. Die Prallelemente 24, 25 sind im Querschnitt dreieckförmig als Profil ausgeführt, wobei eine aufrechte Abstützwandung 26 jeweils der Innenseite der Schenkelwandung 13, 14 zugerichtet ist und eine hierzu im rechten Winkel angeordnete Befestigungswandung 27 am Querträger 5 aufliegt und mit diesem über eine Schweißung S befestigt ist. Zur verbindenden schräg angestellten Innenwandung 28 ist im Inneren des Prallelements 24, 25 eine parallel verlaufende Verstärkungswand 27 angeordnet.
Wie insbesondere in 1 mit Pfeilen näher dargestellt ist, erfolgt bei einem Seitencrash von links – in Bezug auf die Fahrtrichtung F gesehen – im Bereich der B-Säule des Fahrzeugaufbaus 8 beispielsweise ein Kraftfluss über den Sitzquerträger 15, dann über die Tunnelbrücke 3 bzw. den vorderen Querträger 4 auf den weiteren Sitzquerträger 15a an der anderen Seite des Mitteltunnels 2. Bei einem Seitencrash von links her im Bereich des hinteren Querträgers 5 erfolgt der Kraftfluss über den Fersenblechträger 10 zum Querträger 5 und anschließend wieder in den Fersenblechträger 10, über den eine Verbindung des Querstranges 5b des Querträgers 5 mit dem Fersenblechträger 10 besteht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10005245 A1 [0002]

Claims

Versteifungsvorrichtung für einen Fahrzeugaufbau mit einem im Querschnitt u-profilförmigen Mitteltunnel eines Kraftfahrzeugs, der über Abstellungen an seitlichen Schenkelwandungen mit einem Bodenblech des Fahrzeugaufbaus verbunden ist und zu beiden Seiten des Mitteltunnels Querträger oder Sitzquerträger angeordnet und mit dem Bodenblech und/oder dem Mitteltunnel verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitteltunnel (2) an seiner dem Bodenblech (8a) des Fahrzeugaufbaus (8) zugerichteten Unterseite eine Tunnelbrücke (3) aufweist, welche mindestens zwei Querträger (4, 5) und mit diesen verbundene Längsträger (6, 7) umfasst und die Querträger (4, 5) sich unterhalb der Abstellungen (11, 12) des Mitteltunnels (2) in Fahrzeugquerrichtung erstrecken und mit einem freien Ende (16, 17, 16a, 17a) jeweils am Fahrzeugaufbau (8) über in Bohrungen (18, 18a) angeordnete Verbindungsmittel befestigbar sind.
Versteifungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tunnelbrücke (3) am hinteren Ende des Mitteltunnels (2) – in Bezug auf die Fahrtrichtung (F) gesehen – mit Anschluss zu einem quer ausgerichteten Fersenblechträger (10) angeordnet ist.
Versteifungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der eine vorn liegende Querträger (4) der Tunnelbrücke (3) – in Bezug auf die Fahrtrichtung (F) gesehen – zwischen Sitzquerträgern (15, 15a) für Vordersitze im Bereich einer B-Säule (B) und der weitere hinten liegende Querträger (5) der Tunnelbrücke (3) zwischen Sitzquerträgern von Rücksitzen oder unmittelbar vor dem quer angeordneten Fersenblechträger (10) angeordnet ist.
Versteifungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Querträger (4, 5) einen offenen Bereich des Mitteltunnels (2) überbrücken, wobei die Längsträger (6, 7) innerhalb oder unterhalb des offenen Bereichs des Mitteltunnels (2) beabstandet zueinander angeordnet sind.
Versteifungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Querträger (4, 5) aus einem hohlen und profilierten Strangpressprofil bestehen und außenseitig Aufnahmen (20, 21) für mit diesen korrespondierende Stirnseiten der Längsträger (6, 7) aufweisen und diese über eine stoffschlüssige Verbindung mit den Querträgern (4, 5) verbunden sind.
Versteifungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der vorne liegende Querträger (4) oberseitig Verstärkungselemente (19) zur Befestigung am Fahrzeugaufbau (8) aufweist, die jeweils am freien Ende (16, 17) des Querträgers (4) angeordnet sind.
Versteifungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hinten liegende Querträger (5) – in Bezug auf die Fahrtrichtung (F) gesehen – an seiner Oberseite Prallelemente (24, 25) aufweist, die in Verlängerung der Längsträger (6, 7) angeordnet sind und jeweils mit einer vertikalen Abstützwandung (26) innenseitig der Schenkelwandungen (13, 14) liegen.
Versteifungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallelemente (24, 25) im Querschnitt dreieckförmig ausgeführt sind und sich rechtwinklig zur Abstützwandung (26) eine am Querträger (5) aufliegende horizontalen Befestigungswandung (27) erstreckt, die mit dem Querträger (5) verbunden ist.
Versteifungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querträger (4, 5) mit den Längsträgern (6, 7) einen Festigkeitsverbund bilden, derart, dass ein zwangsgeführter Kraftfluss bei einem Frontcrash über die Längsträger (6, 7) und/oder die Querträger (4, 5) und bei einem Seitencrash über die Querträger (4, 5) und/oder die Längsträger (6, 7) erzielbar ist.