DE102008056501A1

DE102008056501A1 - Kraftfahrzeugkarosserie

Info

Publication number: DE102008056501A1
Application number: DE102008056501A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Walter; Matthias Herntier; Roberto Oggianu; Volker Brunner
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2008-11-08
Filing date: 2008-11-08
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2028-11-09
Also published as: US20100117402A1; DE102008056501B4; CN201597632U; US8297690B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugkarosserie mit zumindest zwei seitlich in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Schwellern. Erfindungswesentlich ist dabei, dass ein Hilfsrahmen im Bereich einer Vorderachse und zumindest eine Strebe vorgesehen sind, wobei die Strebe zwischen dem Hilfsrahmen der Vorderachse und einem der beiden seitlichen Schwellern verläuft. Hierdurch kann insbesondere eine Erhöhung der Eigenfrequenz eines Vorderwagens mit konstruktiv einfachen und zudem kostengünstigen Mitteln erreicht werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugkarosserie mit zumindest zwei seitlich in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Schwellern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein mit einer derartigen Kraftfahrzeugkarosserie ausgestaltetes Kraftfahrzeug.
Aus der DE 39 05 650 C1 ist eine gattungsgemäße Kraftfahrzeugkarosserie bekannt, welche zusätzlich zu den seitlichen und in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Schwellern zur mittleren Fahrzeuglängsachse versetzte, sich im Fahrzeugvorbau und im Fahrzeugheck befindliche, vordere und hintere Längsträger aufweist. Am Unterboden der Kraftfahrzeugkarosserie sind dabei Streben festgelegt, die mit einem Ende an einem seitlichen Längsträger befestigt und mit ihrem anderen Ende wiederum am Unterboden der Kraftfahrzeugkarosserie befestigt sind, wobei jeweils eine Strebe von beiden seitlichen Längsträgern in den Fahrzeugvorbau und/oder jeweils eine Strebe von beiden seitlichen Längsträgern in das Fahrzeugheck geführt ist. Zur Fahrzeuglängsachse ist dabei jede Strebe mit annähernd einem Winkel von 45° ausgerichtet. Hierdurch soll es ermöglicht werden, die Karosseriefestigkeit gegen Torsionsschwingungen heraufzusetzen und dadurch die Höhe der maximalen Torsionsschwingungsamplituden herabzusetzen.
Aus der DE 100 59 261 A1 ist eine Kraftfahrzeugkarosserie bekannt, welche dadurch versteift wird, dass vorgespannte Zugelemente vorgesehen sind, die bezüglich der bei Torsionsschwingungen in Fahrzeuglängsrichtung maßgebenden Trägheitsachse des Fahrzeugkörpers windschief sind. Die Zugelemente können dabei als Seile ausgebildet sein. Hierdurch soll die Eigenfrequenz bei Torsionsschwingungen um die Längsachse insbesondere bei offenen Kraftfahrzeugen erhöht werden.
Schließlich ist aus der DE 10 2004 016 188 A1 ein Hilfsrahmen an einem Kraftfahrzeug zur Aufnahme und/oder Abstützung einer oder mehrer Fahrzeugkomponenten des Vorderwagenbereichs des Kraftfahrzeugs bekannt. Hierzu sind zumindest ein vorderer und ein hinterer Querträger vorgesehen, die beabstandet zueinander mittels eines oder mehrerer Verbindungselemente zu einer rahmenförmigen Baueinheit fest verbunden sind und dieselbe gleichzeitig an der Kraftfahrzeugkarosserie befestigen. Hierdurch soll eine nachteilige Deformation eines Fußraums bzw. eines Bodens infolge eines Crashs, insbesondere eines Frontal- bzw. Offsetcrashs, wesentlich minimiert werden.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine gattungsgemäße Kraftfahrzeugskarosserie, eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, durch welche eine Erhöhung der Eigenfrequenz eines Vorderwagens kostengünstig erreicht werden kann.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Hilfsrahmen im Bereich einer Vorderachse und zumindest zwei seitlichen und in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Schwellen auf beiden Seiten der Kraftfahrzeugkarosserie jeweils eine Strebe zwischen dem Hilfsrahmen der Vorderachse und dem zugehörigen Schweller vorzusehen. Die Streben können dabei als einfache und leicht zu montierende Aussteifungselemente, bspw. aus Kunststoff oder Metall, ausgebildet sein und dadurch einerseits kostengünstig herstellbar und andererseits, insbesondere bei einer Ausführung aus Kunststoff, gewichtsmäßig optimiert werden, was insbesondere im Sportwagenbau von großem Vorteil ist. Mittels der erfindungsgemäß vorgesehenen Strebe kann die Eigenfrequenz des Vorderwagens deutlich erhöht werden, wodurch dieser, insbesondere gegenüber Torsionsschwingungen, ausgesteift werden kann. Der Einsatz derartiger Streben ist dabei insbesondere bei offenen Kraftfahrzeugen, das heißt bspw. bei Cabriolets von großem Vorteil, bewirkt jedoch auch eine Erhöhung der Eigenfrequenz des Vorderwagens bei geschlossen konzipierten Kraftfahrzeugen.
Bei einer weiteren Vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung, ist die Strebe bandförmig ausgebildet oder weist ein U-förmiges Querschnittsprofil auf. Eine bandförmige Ausbildung kommt insbesondere dann in Betracht, wenn die Strebe hauptsächlich Zugbelastungen aufnehmen soll. Im Vergleich dazu kann eine Strebe mit einem U-förmigen Querschnittsprofil auch dann eingesetzt werden, sofern die Strebe Druckkräfte aufnehmen muss. Ein derartiges U-förmiges Querschnittsprofil weist darüber hinaus ein vergleichsweise hohes Biegemoment, das heißt ein hohes Widerstandmoment gegenüber Biegung auf, wodurch ein Ausknicken unter Druckbelastung nicht zu erwarten ist. Selbstverständlich kann anstelle des U-förmigen Querschnittsprofils auch ein C-förmiges Querschnittsprofil eingesetzt werden.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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.
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.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
1 eine Ansicht von unten auf eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugkarosserie,
2 eine Schnittdarstellung durch die Kraftfahrzeugkarosserie im Bereich der erfindungsgemäßen Strebe.
Entsprechend der 1, weist eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugkarosserie 1 im Bereich einer Vorderachse einen Hilfsrahmen 2 auf, der am Längsträger 3 angebunden ist. Im seitlichen Bereich eines Fahrgastraums sind darüber hinaus so genannte Schweller 4 vorgesehen, die ebenfalls in Fahrzeuglängsrichtung verlaufend angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist nun zwischen dem Hilfsrahmen 2 und dem Schweller 4 eine Strebe 5 vorgesehen, welche dazu dient, die Eigenfrequenz des Vorderwagens zu erhöhen und dadurch die Kraftfahrzeugkarosserie 1 insgesamt steifer auszubilden.
Die Strebe 5 ist dabei einenends mit dem Schweller 4 und anderenends mit dem Hilfsrahmen 2 fest verbunden, insbesondere verschraubt. Um ihre aussteifende Funktion wirkungsvoll erfüllen zu können, weist die Strebe 5 vorzugsweise ein U- oder C-förmiges Querschnittsprofil auf, wobei auch denkbar ist, dass die Strebe 5 bandförmig ausgebildet ist, sofern diese hauptsächlich Zugbelastungen übernimmt. Durch die C- oder U-förmige Ausbildung, weist die Strebe 5 ein hohes Widerstandsmoment gegenüber Biegung auf und ist somit geeignet, auch Druckbelastungen problemlos zu übertragen. Da an jeder Kraftfahrzeugkarosserie 1 üblicherweise zwei seitliche Schweller 4 vorgesehen sind, sind erfindungsgemäß üblicherweise auch zwei Streben 5 je Kraftfahrzeugkarosserie 1 vorgesehen.
Betrachtet man die 2, so erkennt man, dass die Strebe 5 indirekt über eine Konsole 6 mit dem Schweller 4 verschraubt ist. Die Konsole 6 ihrerseits kann dabei bspw. über ein geeignetes Fügeverfahren, wie Schweißen oder Löten, mit dem Schweller 4 fest verbunden sein. Über einen entsprechenden Halter 7, kann die Strebe 5 darüber hinaus über eine nicht gezeigte Radhausschale verbunden werden. Betrachtet man den rechten Teil der 2, so erkennt man, dass die Strebe 5 indirekt über den Hilfsrahmen 2 mit dem Längsträger 3 verbunden, insbesondere verschraubt ist. Vorzugsweise verläuft dabei die Strebe 5 im Wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsrichtung, wobei auch eine schräge Anordnung zur Fahrzeuglängsrichtung denkbar ist.
Mit der erfindungsgemäßen Strebe 5 kann auf konstruktiv einfache und zugleich kostengünstige Weise eine Erhöhung der Eigenfrequenz des Vorderwagens erreicht werden, was insbesondere bei offenen Kraftfahrzeugen, wie bspw. Cabriolets, aber auch bei geschlossenen Kraftfahrzeugen zu einer deutlichen Steigerung des Fahrkomforts beiträgt. Generell kann dabei die Strebe 5 aus allen geeigneten Materialien, wie insbesondere Kunststoff oder Metall, ausgebildet sein. Selbstverständlich sind dafür auch weitere Werkstoffe, wie bspw. Faserverbundwerkstoffe, insbesondere Kohlefasern-Verbundwerkstoffe, denkbar, die aufgrund ihres geringen Gewichts und ihrer hohen Steifigkeit bzw. Festigkeiten besonders im Sportwagenbau von großem Vorteil sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3905650 C1 [0002]
- DE 10059261 A1 [0003]
- DE 102004016188 A1 [0004]

Claims

Kraftfahrzeugkarosserie (1) mit zumindest zwei seitlich in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Schwellern (4), dadurch gekennzeichnet, dass ein Hilfsrahmen (2) im Bereich einer Vorderachse und zumindest eine Strebe (5) vorgesehen sind, wobei die Strebe (5) zwischen dem Hilfsrahmen (2) der Vorderachse und einem der beiden seitlichen Schwellern (4) verläuft.
Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strebe (5) mit dem Schweller (4) und dem Hilfsrahmen (2) fest verbunden, insbesondere verschraubt, ist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strebe (5) bandförmig ausgebildet ist oder ein U-förmiges Querschnittsprofil aufweist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strebe (5) indirekt über den Hilfsrahmen (2) mit einem Längsträger (3) der Kraftfahrzeugkarosserie (1) fest verbunden, insbesondere verschraubt, ist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strebe (5) indirekt über eine Konsole (6) mit dem Schweller (4) fest verbunden, insbesondere verschraubt, ist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (6) mit dem Schweller (4) verschweißt ist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strebe (5) über einen Halter (7) an einer Radhausschale angebunden ist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Strebe (5) in Fahrzeugquerrichtung oder schräg zur Fahrzeuglängsrichtung verläuft.
Kraftfahrzeug mit einer Kraftfahrzeugkarosserie (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche.