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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Versteifungsboden für ein Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Versteifungsboden.
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Aus der
DE 103 60 170 B3 ist ein Versteifungsboden für ein Kraftfahrzeug bekannt, der in einer Kofferraummulde einer Karosserie des Fahrzeugs im Vorderwagen angeordnet ist und der eine Hohlkammerstruktur mit mehreren, zueinander parallel verlaufenden Hohlkammern aufweist. Ein derartiger Versteifungsboden führt zu einer intensiven Aussteifung der Fahrzeugkarosserie im Bereich der Kofferraummulde und erhöht dadurch insbesondere die Crash-Sicherheit des Fahrzeugs. Beim bekannten Fahrzeug ist der Versteifungsboden V-förmig ausgestaltet, wobei zwei Strangpressprofile jeweils mehrere zueinander parallel verlaufende Hohlkammern enthalten und zueinander geneigt angeordnet sind.
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DE 198 56 980 A1 offenbart einen Energie aufnehmenden Fahrzeugboden, der sich aus einer Oberschale und einer Unterschale mit jeweils aufeinander zu weisenden rinnenförmigen Vertiefungen und zusammensetzt. Die beiden Schalen und sind an den abgeflachten Endabschnitten der Vertiefungen durch Punktschweißen, Nieten, Stanznieten, Kleben etc. verbunden, sodass langgestreckte Hohlkammern mit einem sechseckförmigen Querschnitt entstehen.
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DE 10 2005 046 087 B3 betrifft eine schallisolierende Unterbodenverkleidung für Kraftfahrzeuge mit einem aus Kunststoff hergestellten Hohlkörper, dessen Unterseite luftwiderstandssenkend und/oder im Wesentlichen glattflächig ausgebildet ist. Um bei einer solchen Unterbodenverkleidung die durch Spritzwasser- oder Splittaufprall verursachten Geräusche weitgehend zu beseitigen, weist der Hohlkörper an seiner Unterseite mindestens einen weichen Wandbereich und mindestens einen relativ harten Wandbereich auf, wobei der weiche Wandbereich und der relativ harte Wandbereich durch sequentielle Extrusion und/oder durch sequentielle Coextrusion hergestellt sind, und wobei der weiche Wandbereich zumindest an seiner freiliegenden Außenseite relativ weich ausgebildet ist und in der Montagestellung der Unterbodenverkleidung näher an einem Fahrzeugrad angeordnet ist als der relativ harte Wandbereich.
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DE 10 2005 030 177 A1 betrifft eine Bodenanlage einer Kraftwagenkarosserie mit einem zwischen seitlichen Längsträgern angeordneten Wagenboden, welcher zwischen Rahmenstrukturen eingefasste großformatige Bodenplatten umfasst, wobei die Rahmenstrukturen zumindest überwiegend als Bodenträger in Blechschalenbauweise ausgebildet sind. Um den Fahrgastraum des Kraftwagens gegenüber aus dem Fahrwerk beziehungsweise von den Rädern herrührenden Rollgeräuschen abzudämmen, sind die Bodenplatten als mehrwandige Leichtbauplatten mit eine Hohlkammeranordnung begrenzenden Breitseiten ausgebildet, wobei die Hohlkammern in Erstreckungsrichtung des Wagenbodens verlaufen.
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EP 1 251 062 B1 offenbart eine doppelwandige Unterbodenverkleidung für ein Kraftfahrzeug mit einer Unterwand und einer Oberwand, wobei die Unterwand eine strömungsangepasste Unterfläche überdeckend zu einem Unterboden des Kraftfahrzeuges bildet, und wobei zwischen der Oberwand und der Unterwand mindestens ein sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckender Luftkanal ausgebildet ist, der eine dem Motorraum des Kraftfahrzeuges zugeordnete Absaugöffnung aufweist und mit einer in der Unterwand ausgebildeten, dem rückwärtigen Ende des Fahrzeuges zugeordneten Auslassöffnung versehen ist, sodass durch den unterhalb der Unterbodenverkleidung während des Fahrens entstehenden Unterdruck aus dem Motorraum Luft abgesaugt wird.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Versteifungsboden der eingangs genannten Art bzw. für ein damit ausgestattetes Kraftfahrzeug eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass sie vergleichsweise preiswert herstellbar ist und im Bedarfsfall einfach an sich ändernde Einbausituationen adaptierbar ist.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Versteifungsboden zweischalig oder mehrschalig auszugestalten, wobei zumindest eine Oberschale und zumindest eine Unterschale vorgesehen sind. Die Unterschale und die Oberschale weisen dabei jeweils mehrere tiefliegende Abschnitte und davon vertikal beabstandete hochliegende Abschnitte auf, die jeweils über Verbindungsabschnitte miteinander verbunden sind. Oberschale und Unterschale sind so aufeinandergesetzt, dass die tiefliegenden Abschnitte der Oberschale zwischen benachbarten hochliegenden Abschnitt der Unterschale in die tiefliegenden Abschnitte der Unterschale eingreifen, während gleichzeitig die hochliegenden Abschnitte der Unterschale zwischen zwei benachbarten tiefliegenden Abschnitte der Oberschale in die hochliegenden Abschnitte der Oberschale eingreifen. Hierdurch werden die Hohlkammern ausgebildet, die jeweils teilweise durch Abschnitte der Oberschale und Abschnitte der Unterschale begrenzt sind. Derartige Schalenkörper lassen sich besonders einfach und somit preiswert als Blechformteile herstellen. Hierdurch lässt sich der Versteifungsboden vergleichsweise kostengünstig realisieren. Des Weiteren lassen sich die Steifigkeitsanforderungen des Versteifungsbodens relativ leicht adaptieren. Beispielsweise können Bleche unterschiedlicher Materialien, Materialstärken und/oder Materialgüten zum Herstellen der Schalenkörper verwendet werden. Des Weiteren lassen sich vergleichsweise einfach die Anzahl und/oder die Positionierung und/oder die Dimensionierung der Hohlkammern variieren. Eine Adaption des Versteifungsbodens an sich ändernde Randbedingungen kann dadurch besonders einfach und preiswert realisiert werden.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform können die jeweilige Oberschale und/oder die jeweilige Unterschale ein Wellenprofil oder ein Rechteckprofil oder ein Zick-Zack-Profil oder eine beliebige Kombination aus diesen Profilen aufweisen. Hierdurch kann der Versteifungsboden mit unterschiedlichen Aussteifungsqualitäten realisiert werden. Insbesondere ist dadurch auch eine Adaption an das jeweils gewünschte Crash-Verhalten möglich.
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Entsprechend einer anderen vorteilhaften Ausführungsform können die jeweilige Oberschale und die jeweilige Unterschale in Abstützbereichen, in denen sich die jeweilige Oberschale und die jeweilige Unterschale aneinander abstützen, aneinander befestigt sein, und zwar insbesondere durch Stanznietverbindungen. Alternativ sind andere geeignete Fügeverfahren, wie beispielsweise Schweißen, möglich. Hierdurch wird ein stabiler Verbund zwischen Oberschale und Unterschale realisiert, der die aussteifende Wirkung des Versteifungsbodens erheblich verbessert.
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Weitere wichtige Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch
- 1 eine perspektivische Ansicht einer teilweise geschnittenen Karosserie eines Fahrzeugs im Bereich eines Versteifungsbodens,
- 2 eine Ansicht wie in 1, jedoch in einer anderen Blickrichtung.
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Entsprechend den 1 und 2 umfasst ein nur teilweise dargestelltes Kraftfahrzeug 1 eine Karosserie 2, die ebenfalls nur teilweise dargestellt ist. In einem Vorderwagen oder in einem Hinterwagen der Karosserie 2 ist ein Kofferraum mit einer Kofferraummulde 3 ausgebildet, in der ein Versteifungsboden 4 angeordnet ist. Die Kofferraummulde 3 bildet dabei eine muldenförmige Vertiefung im Boden eines nicht näher bezeichneten Kofferraums des Fahrzeugs. Bevorzugt ist dabei ein Fahrzeug 1 mit Heckmotor, bei dem die Kofferraummulde 3 im Vorderwagen angeordnet ist. Insbesondere handelt es sich dabei um einen Personenkraftwagen, bevorzugt um ein Sportfahrzeug.
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Der Versteifungsboden 4 besitzt eine Hohlkammerstruktur 5, die mehrere, zueinander parallel verlaufende Hohlkammern 6 umfasst. Bei der hier vorgestellten Bauweise besitzt der Versteifungsboden 4 zumindest eine Unterschale 7 und zumindest eine Oberschale 8. Im Beispiel sind genau eine Unterschale 7 und genau eine Oberschale 8 vorgesehen. Es ist klar, dass der Versteifungsboden 4 auch mehr als zwei Schalenkörper 7, 8 aufweisen kann. Die Unterschale 7 weist mehrere tiefliegende Abschnitte 9 und mehrere hochliegende Abschnitte 10 auf, die über Verbindungsabschnitte 11 mit den tiefliegenden Abschnitten 9 verbunden sind. Bezogen auf eine Ebene, in welcher der Versteifungsboden 4 liegt und die sich im montierten Zustand im Wesentlichen horizontal erstreckt, sind die tiefliegenden Abschnitte 9 und die hochliegenden Abschnitte 10 voneinander senkrecht beabstandet. Im eingebauten Zustand sind sie dann voneinander vertikal beabstandet. Die hochliegenden Abschnitte 10 liegen dann oberhalb der tiefliegenden Abschnitte 9. Analog dazu ist auch die Oberschale 8 aufgebaut. Sie besitzt ebenfalls tiefliegende Abschnitte 12 und hochliegende Abschnitte 13, die über Verbindungsabschnitte 14 mit den tiefliegenden Abschnitten 12 verbunden sind. Auch hier sind die tiefliegenden Abschnitte 12 von den hochliegenden Abschnitten 13 bezogen auf die Ebene des Versteifungsbodens 4 senkrecht beabstandet, also im eingebauten Zustand vertikal beabstandet. Im gezeigten zusammengebauten Zustand ist die Oberschale 8 von oben in die Unterschale 7 eingesetzt, und zwar so, dass die tiefliegenden Abschnitte 12 der Oberschale 8 zwischen benachbarten hochliegenden Abschnitten 10 der Unterschale 7 jeweils in einen tiefliegenden Abschnitt 9 der Unterschale 7 eingreifen. Gleichzeitig greifen die hochliegenden Abschnitte 10 der Unterschale 7 zwischen benachbarten tiefliegenden Abschnitten 12 der Oberschale 8 jeweils in einen hochliegenden Abschnitt 13 der Oberschale 8 ein. In der Folge stützen sich die tiefliegenden Abschnitte 12 der Oberschale 8 mit ihren Unterseiten an Oberseiten der tiefliegenden Abschnitte 9 der Unterschale 7 ab, während sich die hochliegenden Abschnitte 10 der Unterschale 7 mit ihren Oberseiten an Unterseiten der hochliegenden Abschnitte 13 der Oberschale 8 abstützen. Dementsprechend sind die vertikalen Abstände zwischen tiefliegenden Abschnitten 9 bzw. 12 und hochliegenden Abschnitten 10 bzw. 13 bei der Unterschale 7 und bei der Oberschale 8 etwa gleich groß gewählt.
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Zwischen den aneinander vertikal abgestützten Bereichen von Unterschale 7 und Oberschale 8 sind die Hohlkammern 6 der Hohlkammerstruktur 5 ausgebildet. Dabei ist jede Hohlkammer 6 an ihrer Unterseite durch einen Bereich eines tiefliegenden Abschnitts 9 der Unterschale 7 und an ihrer Oberseite durch einen Bereich eines hochliegenden Abschnitts 13 der Oberschale begrenzt. Seitlich sind die Hohlkammern 6 einerseits durch einen Verbindungsabschnitt 11 der Unterschale 7 und andererseits durch einen Verbindungsabschnitt 14 der Oberschale 8 begrenzt. Oberschale 8 und Unterschale 7 wirken somit zur Ausbildung der Hohlkammern 6 zusammen.
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Quer zu einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Längsrichtung 15 der Hohlkammern 6, die im bevorzugten Beispiel mit einer Fahrzeuglängsrichtung zusammenfällt, sind die tiefliegenden Abschnitte 9 der Unterschale 7 deutlich größer als die hochliegenden Abschnitte 11 der Unterschale 7 dimensioniert. Beispielsweise sind die tiefliegenden Abschnitte 9 in dieser Querrichtung etwa dreimal bis viermal größer als die hochliegenden Abschnitte 10. Im Unterschied dazu sind bei der Oberschale 8 die hochliegenden Abschnitte 13 in der Querrichtung deutlich größer als die tiefliegenden Abschnitte 12. Im Beispiel sind die hochliegenden Abschnitte 13 in der Querrichtung etwa drei- bis viermal größer als die tiefliegenden Abschnitte 12 der Oberschale 8. Es ist klar, dass grundsätzlich auch andere Verhältnisse möglich sind. Bevorzugt sind die tiefliegenden Abschnitte 9 der Unterschale 7 und die hochliegenden Abschnitte 13 der Oberschale 8 in der Querrichtung etwa gleich groß. Ebenso können auch die hochliegenden Abschnitte 10 der Unterschale 7 und die tiefliegenden Abschnitte 12 der Oberschale 8 in der Querrichtung etwa gleich groß dimensioniert sein. Bevorzugt ist die hier gezeigte Ausgestaltung, bei welcher die Oberschale 8 und die Unterschale 7 bezüglich ihrer hochliegenden und tiefliegenden Abschnitte 9, 10, 12, 13 relativ zueinander mittig angeordnet sind. Das heißt, die tiefliegenden Abschnitte 12 der Oberschale 8 stützen sich etwa mittig an den tiefliegenden Abschnitten 9 der Unterschale 7 ab, während sich die hochliegenden Abschnitte 10 der Unterschale 7 etwa mittig an den hochliegenden Abschnitten 13 der Oberschale 8 abstützen. Zur Ausbildung der Hohlkammer 6 erstrecken sich sowohl bei der Oberschale 8 als auch bei der Unterschale 7 die tiefliegenden Abschnitte 9, 12, die hochliegenden Abschnitte 10, 13 und die Verbindungsabschnitte 11, 14 parallel zur Längsrichtung 15 der Hohlkammern 6.
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In der gezeigten, bevorzugten Ausführungsform weisen die hochliegenden Abschnitte 13 der Oberschale 8 ebene Bereiche auf oder sind insgesamt eben ausgestaltet. Des Weiteren erstrecken sich die hochliegenden Abschnitte 13 bzw. deren ebene Bereiche horizontal, wodurch für die Kofferraummulde 3 ein ebener, horizontaler Boden realisierbar ist, der sich vergleichsweise einfach beladen lässt. Im Beispiel sind auch die tiefliegenden Abschnitte 12 der Oberschale 8 eben ausgestaltet. Auch die hochliegenden Abschnitte 10 der Unterschale 7 sind eben ausgestaltet. Des Weiteren sind auch die tiefliegenden Abschnitte 9 der Unterschale 7 eben ausgestaltet. Ferner erstrecken sich die jeweiligen ebenen Abschnitte 9, 10, 12 jeweils horizontal.
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Im gezeigten Beispiel besitzen die hochliegenden Abschnitte 13 der Oberschale 8 in hochliegenden Abstützbereichen, in denen sich die hochliegenden Abschnitte 10 der Unterschale 7 an den hochliegenden Abschnitten 13 der Oberschale 8 abstützen, jeweils eine Vertiefung 16 auf. Diese Vertiefung 16 ist dabei an der Oberschale 8 in deren hochliegenden Abschnitten 13 integral ausgeformt. An der Unterseite dieser Vertiefung 16 stützen sich die hochliegenden Abschnitte 10 der Unterschale 7 ab. Die Vertiefungen 16 führen zu einer intensiven Aussteifung der Oberschale 8 im Bereich der hochliegenden Abschnitte 13. Passend zur symmetrischen Positionierung zwischen Oberschale 8 und Unterschale 7 sind die Vertiefungen 16 etwa mittig in den jeweiligen hochliegenden Abschnitten 13 der Oberschale 8 ausgebildet. Ferner erstrecken sich die Vertiefungen 16 in der Querrichtung etwa mit der gleichen Dimension wie die hochliegenden Abschnitte 10 der Unterschale 7.
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Im gezeigten Beispiel erstrecken sich auch die Verbindungsabschnitte 11 der Unterschale 7 sowie die Verbindungsabschnitte 14 der Oberschale 8 jeweils in Ebenen, die sich parallel zur Längsrichtung 15 der Hohlkammern 6 erstrecken. Diese Ebenen sind dabei im Wesentlichen vertikal orientiert, wobei der Ausdruck „im Wesentlichen“ Abweichungen von einer exakten vertikalen Ausrichtung von bis einschließlich 10° oder 20° beinhaltet. Durch die horizontale Ausrichtung der hochliegenden Abschnitte 10 und 13 der beiden Schalen 7, 8 sowie durch die horizontale Ausrichtung der tiefliegenden Abschnitte 9 und 12 der beiden Schalen 7, 8 ergibt sich in Verbindung mit den vertikal orientierten Verbindungsabschnitten 11, 14 für die beiden Schalen 7, 8 im Wesentlichen ein Rechteckprofil bezogen auf einen senkrecht zur Längsrichtung 15 verlaufenden Querschnitt. Alternativ zu einem solchen Rechteckprofil ist grundsätzlich auch ein Wellenprofil oder ein Zick-Zack-Profil denkbar. Ebenso sind grundsätzlich auch beliebige Kombinationen derartiger oder anderer Profile denkbar. Das vorgeschlagene Rechteckprofil führt jedoch in den Abstützbereichen jeweils zu einer flächigen Kontaktierung zwischen Oberschale 8 und Unterschale 7, was eine Fixierung der beiden Schalen 7, 8 aneinander in diesen Abstützbereichen vereinfacht. Insbesondere können die beiden Schalen 7, 8 in den genannten Abstützbereichen miteinander verschweißt sein. Ebenso sind Nietverbindungen denkbar oder auch Klebverbindungen. Auch sollen Schraubverbindungen nicht ausgeschlossen sein. Darüber hinaus kann ein derartiges Rechteckprofil beispielsweise besonders einfach durch Umformung hergestellt werden. Somit lassen sich Oberschale 8 und Unterschale 7 beispielsweise besonders einfach als Blechformteile herstellen.
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Die Kofferraummulde 3 ist an ihrer Unterseite durch ein Bodenblech 17 begrenzt. Das heißt, die Karosserie 2 weist im Bereich der Kofferraummulde 3 besagtes Bodenblech 17 auf. Das Bodenblech 17 erstreckt sich im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene. Im Beispiel besitzt das Bodenblech 17 zu seiner Aussteifung mehrere integral ausgeformte Erhebungen 18, die in die Kofferraummulde 3 vorstehen. Die tiefliegenden Abschnitte 9 der Unterschale 7 liegen an ihren Unterseiten auf Oberseiten dieser Erhebungen 18 des Bodenblechs 17 auf. Die Anordnung der Erhebungen 18 und die Anordnung der tiefliegenden Abstützbereiche, in denen sich die tiefliegenden Abschnitte 12 der Oberschale 8 an den tiefliegenden Abschnitten 9 der Unterschale 7 abstützen, sind dabei so aufeinander abgestimmt, dass sich der jeweilige tiefliegende Abstützbereich jeweils an einer solchen Erhebung 18 befindet. Das bedeutet, dass die tiefliegenden Bereiche der Oberschale 8 über die tiefliegenden Bereiche 9 der Unterschale 7 an diesen Erhebungen 18 abgestützt sind. Hierdurch ergibt sich eine besonders intensive Abstützung bzw. Unterstützung des Versteifungsbodens 4 im eingebauten Zustand.
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Entsprechend den 1 und 2 besitzt die Karosserie 2 im Bereich der Kofferraummulde 3 an einem ersten Längsende 19 einen Quersteg 20, der sich quer zur Längsrichtung 15 der Hohlkammern 6 erstreckt. Der eingebaute Versteifungsboden 4 erstreckt sich bis unterhalb dieses Querstegs 20, so dass der Quersteg 20 den Versteifungsboden 4 an diesem ersten Längsende 19 der Kofferraummulde 3 randseitig von oben übergreift. Der Quersteg 20 ist dabei an einem Querträger 21 ausgeformt, an den sich nach oben eine Schottwand 22 anschließt, die den die Kofferraummulde 3 enthaltenden Kofferraum von einem nicht näher bezeichneten Aggregateraum trennt. In der Fahrzeuglängsrichtung beabstandet vom ersten Längsende 19 besitzt die Kofferraummulde 3 an einem zweiten Längsende 23 einen Bodenabschnitt 24. Dieser Bodenabschnitt 24 bildet im Bereich des zweiten Längsendes 23 eine seitliche Einfassung für die Kofferraummulde 3. In diesen Bodenabschnitt 24 sind Vertiefungen 25 integral ausgeformt. Komplementär dazu sind an der Oberschale 8 Befestigungsabschnitte 26 ausgebildet, die in diese Vertiefungen 25 formintegriert hineinragen und auf geeignete Weise am Bodenabschnitt 24 befestigt sind. Beispielsweise können die Befestigungsabschnitte 26 in den Vertiefungen 25 mit dem Bodenabschnitt 24 verschraubt sein. Die Befestigungsabschnitte 26 sind bevorzugt durch Bereiche der hochliegenden Abschnitte 13 der Oberschale 8 gebildet, die in der Längsrichtung 15 der Hohlkammern 6 über die übrige Oberschale 8 vorstehen. Der Versteifungsboden 4 kann durch die vorgeschlagene Bauweise besonders einfach in der Kofferraummulde 3 montiert werden. Der durch Zusammenbauen der beiden Schalen 7, 8 vorgefertigte Versteifungsboden 4 kann im Bereich des ersten Längsendes 19 unter den Quersteg 20 eingeführt werden und dann in die Kofferraummulde 3 eingelegt werden, bis die Befestigungsabschnitte 26 in die Vertiefungen 25 formschlüssig eingreifen. Anschließend können die Befestigungsabschnitte 26 am Bodenabschnitt 24 befestigt werden. Hierdurch ist der Versteifungsboden 4 formschlüssig in der Kofferraummulde 3 fixiert und führt zu einer intensiven Aussteifung der Kofferraummulde 3.
