DE102010006502B4

DE102010006502B4 - Fahrzeugaufbau

Info

Publication number: DE102010006502B4
Application number: DE102010006502.1A
Authority: DE
Inventors: Tobias Posch; Okan Gönüldinc
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2010-01-28
Publication date: 2023-08-03
Anticipated expiration: 2030-01-29
Also published as: FR2955555A1; FR2955555B1; US8182028B2; DE102010006502A1; RU2454349C1; US20110181076A1; CN102139709A

Abstract

Fahrzeugaufbau (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugheck (2), das zueinander beabstandet angeordnete aufbauseitige innere Seitenteile (3,3') umfasst, die einen Motorraum (4) begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden aufbauseitigen Seitenteilen (3,3') ein in Fahrzeugquerrichtung verlaufender Montageträger (5) eingesetzt ist, der als Leichtmetall-Schmiedeteil ausgebildet ist, und dass der Montageträger (5) zumindest bereichsweise eine Fachwerkstruktur (6) aufweist und eine steife heckseitige Aufbaustruktur und ein Aufnahmemodul für vormontierte Bauelemente gebildet sind, wobei eines der vormontierten Bauelemente als Heckspoiler ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugaufbau für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem einen Montageträger für ein derartiges Kraftfahrzeug.
Aus der zum Zeitpunkt der Einreichung der vorliegenden Patentanmeldung noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2008 036 188.7 ist ein gattungsgemäßer Fahrzeugaufbau für ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugheck bekannt, das zueinander beabstandet angeordnete aufbauseitige innere Seitenteile und eine äußere Heckverkleidung umfasst. Dabei ist zwischen den beiden aufbauseitigen Seitenteilen ein in Fahrzeugquerrichtung verlaufender Montageträger eingesetzt, der mit den beiden inneren Seitenteilen über Schraubmittel fest verbunden ist und einen steifenden Aufbauquerträger bildet. Hierdurch soll mit konstruktiv einfachen Mitteln das Fahrzeugheck versteift und gleichzeitig eine Vormontageeinheit für einen ein- und ausfahrbaren Heckspoiler gebildet werden.
Aus der EP 0 146 716 B1 ist ein Wagenkasten, das heißt ein Fahrzeugaufbau bekannt, der als tragende Konstruktion mittels Knotenelemente zusammengefügte Rohrstücke umfasst. Die Rohrstücke sind aus Leichtmetall hergestellte Strangpressprofile, wodurch der Wagenkasten insgesamt vergleichsweise leicht aufgebaut werden kann.
Aus der EP 1 601 568 B1 ist ebenfalls ein Kraftfahrzeug bekannt, welches in vorliegendem Fall zumindest eine mittels eines Antriebs ausfahrbare Luftleiteinrichtung mit einer Luftleitfläche aufweist. Eine über Totpunktlage eines aufstellenden Schwenkhebels einer Aufstellmechanik in ausgefahrener Spoilerstellung stellt dabei sicher, dass ein Druck auf die ausgefahrene Luftleitfläche zu nicht zu einem Einknicken der Aufstellmechanik führen kann.
Aus der DE 101 08 836 A1 ist ein gattungsgemäßer Fahrzeugaufbau für ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugheck bekannt, das zueinander beabstandet angeordnete aufbauseitige innere Seitenteile umfasst, die einen Motorraum begrenzen.
Aus der DE 197 53 178 A1 ist ein Querträger aus geschmiedetem Leichtmetall, wie Aluminium, bekannt.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Fahrzeugaufbau der gattungsgemäßen Art, eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die einerseits eine hohe Steifigkeit aufweist, andererseits jedoch lediglich ein vergleichsweise geringes Gewicht besitzt.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem Fahrzeugaufbau für ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugheck, das zueinander beabstandet angeordnete, aufbauseitige innere Seitenteile und eine äußere Heckleitung umfasst, zwischen diesen beiden Seitenteilen einen als Leichtmetall-Schmiedeteil ausgebildeten und in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Montageträger einzusetzen. Hierdurch wird einerseits eine steife heckseitige Aufbaustruktur und andererseits ein Aufnahmemodul für vormontierte Bauelemente, wovon zumindest eines als Heckspoiler ausgebildet ist, geschaffen. Im Vergleich zu bisher, beispielsweise als Gussteil ausgebildeten Montageträgern, weist der erfindungsgemäße und als Leichtmetall-Schmiedeteil ausgebildete Montageträger folgende entscheidende Vorteile auf:

Prozesssicherheit, hohe Gefügequalität, hohe Bruchdehnung, hohe Bruchzähigkeit sowie deutlich verbesserte Ermüdungseigenschaften. Darüber hinaus lässt sich ein derartiger, als Leichtmetall-Schmiedeteil ausgebildeter Montageträger mit einer hohen Maßhaltigkeit fertigen, wodurch ein Nachbearbeitungsaufwand deutlich reduziert werden kann. Die bei Leichtmetall-Schmiedeteilen vorhandene feine Oberfläche kann zusätzlich, beispielsweise mittels Eloxieren, veredelt werden. Darüber hinaus weisen derartige Leichtmetall-Schmiedeteile keine Lunker auf, wodurch sich ebenfalls eine hohe Qualität ergibt. Von entscheidendem Vorteil dürfte jedoch das geringe Gewicht sein, das mit dem erfindungsgemäßen Montageträger zu erzielen ist und das insbesondere im Sportwagenbau wichtig ist.

Erfindungsgemäß weist der Montageträger zumindest bereichsweise eine Fachwerkstruktur auf. Eine derartige Fachwerkstruktur ermöglicht eine belastungsgerechte Auslegung des Montageträgers unter gewichtsoptimierenden Gesichtspunkten. Im Vergleich zu einem Montageträger aus Vollmaterial lässt sich dabei der Verlauf der einzelnen Streben der Fachwerkstruktur vorab mittels eines Finiteelementprogramms berechnen, so dass derartige Streben ausschließlich in denjenigen Bereichen des Montageträgers angeordnet sind, in welchen sie zur Lastabtragung auch tatsächlich benötigt werden. Derartige Fachwerkstrukturen werden bereits seit langem erfolgreich, beispielsweise im Gittermastbau für Hochspannungsleitungen, eingesetzt und sind in der Lage, hohe Lasten bei gleichzeitig geringem Eigengewicht abzutragen.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile dazu ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Die einzige 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Fahrzeugaufbau mit einem heckseitig angeordneten Montageträger.

Entsprechend der 1, weist ein erfindungsgemäßer Fahrzeugaufbau 1 eines im Übrigen lediglich teilweise dargestellten Kraftfahrzeuges, ein Fahrzeugheck 2 auf, das zueinander beabstandet angeordnete, aufbauseitige innere Seitenteile 3 und 3' umfasst, die einen Motorraum 4 begrenzen. Zwischen den beiden inneren Seitenteilen 3 und 3' ist ein in Fahrzeugquerrichtung verlaufender Montageträger 5 eingesetzt, der erfindungsgemäß als Leichtmetall-Schmiedeteil, insbesondere als Aluminium-Schmiedeteil, ausgebildet ist. Selbstverständlich sind dabei auch andere Leichtmetalle, wie beispielsweise Magnesium, zur Ausbildung des Montageträgers 5 heranziehbar. Der Montageträger 5 ist an seinen Längsenden mit den beiden Seitenteilen 3 und 3' lösbar verbunden, insbesondere verschraubt. Generell dient der erfindungsgemäße Montageträger 5 sowohl der Aussteifung des Fahrzeughecks 2 in Fahrzeugquerrichtung als auch der Aufnahme für weitere Bauteile, wie beispielsweise einer nicht gezeigten Luftleiteinrichtung. Durch die Ausbildung des Montageträgers 5 als Aluminium-Schmiedeteil besitzt dieser nicht nur ein vergleichsweise geringes Gewicht, sondern bietet im Vergleich zu einem als Aluminium-Gussteil ausgebildeten Montageträger folgende Vorteile: Eine hohe Prozesssicherheit, hohe Gefügequalität, hohe Bruchdehnung, hohe Bruchzähigkeit sowie verbesserte Ermüdungseigenschaften. Darüber hinaus besitzt der erfindungsgemäße Montageträger 5 den großen Vorteil, dass mit ihm auch die Herstellung komplexer Formen möglich ist, die insbesondere keine oder nur eine äußerst geringe Nacharbeitung erfordern.
Aluminium-Schmiedeteile besitzen darüber hinaus eine hohe Maßhaltigkeit und sind üblicherweise poren- und lunkerfrei, wodurch ebenfalls eine hohe Qualität gewährleistet werden kann. Die an sich sehr feine Oberfläche des als Leichtmetall-Schmiedeteils ausgebildeten Montageträgers 5 kann auf Wunsch, beispielsweise durch ein Eloxieren, veredelt werden. Eine derartige feine Struktur des Montageträgers 5 ist auf Grund des Fließverhaltens beim Gießen nur bedingt herstellbar, da das flüssige Leichtmetall in dünnen Kanälen vergleichsweise schnell erstarrt. Hierbei würden sich auch viele Bindenähte ergeben, die durch ein Zusammentreffen von Fließfronten den Montageträger in seiner Festigkeit schwächen würden. Bei einem Gießen besteht weiterhin der große Nachteil, dass sich durch unterschiedliche starke Materialanhäufungen eine unterschiedlich schnelle Abkühlung des Montageträgers ergibt, was zu einem Verzug führen kann.
Betrachtet man den Montageträger 5 der 1 näher, so kann man erkennen, dass dieser zumindest bereichsweise eine Fachwerkstruktur 6 mit einzelnen Streben 7 besitzt. Eine derartige Fachwerkstruktur 6 ermöglicht ähnlich eines Hochspannungsgittermast eine hohe Steifigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht. Die Lage der einzelnen Streben 7 kann dabei vorab, beispielsweise mittels eines Finite-Element-Programms, berechnet werden, so dass die Streben ausschließlich an denjenigen Stellen vorgesehen werden, an welchen sie zur Lastabtragung unbedingt erforderlich sind. Ein derartiger mit der erfindungsgemäßen Fachwerkstruktur 6 ausgestatteter Montageträger 5 ist somit mit nochmals verringertem Gewicht in der Lage, hohe Belastungen aufzunehmen und abzutragen.
Generell kann der Montageträger 5 in einem Gesenkschmiedeprozess hergestellt werden, wodurch die Produktion eines derartigen Montageträgers 5 einerseits qualitativ hochwertig und andererseits kostengünstig realisierbar ist. Selbstverständlich ist dabei denkbar, dass der Montageträger 5 bzw. ein vergleichbarer anderer als Leichtmetall-Schmiedeteil ausgebildeter Träger, auch an anderer Stelle des Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann.
Der mit einer Fachwerkstruktur versehene Montageträger aus Leichtmetall könnte auch in einem Gießverfahren hergestellt werden.

Claims

Fahrzeugaufbau (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugheck (2), das zueinander beabstandet angeordnete aufbauseitige innere Seitenteile (3,3') umfasst, die einen Motorraum (4) begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden aufbauseitigen Seitenteilen (3,3') ein in Fahrzeugquerrichtung verlaufender Montageträger (5) eingesetzt ist, der als Leichtmetall-Schmiedeteil ausgebildet ist, und dass der Montageträger (5) zumindest bereichsweise eine Fachwerkstruktur (6) aufweist und eine steife heckseitige Aufbaustruktur und ein Aufnahmemodul für vormontierte Bauelemente gebildet sind, wobei eines der vormontierten Bauelemente als Heckspoiler ausgebildet ist.
Fahrzeugaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageträger (5) als Aluminium-Schmiedeteil oder als Magnesium-Schmiedeteil ausgebildet ist.
Fahrzeugaufbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageträger (5) in einem Schmiedeprozess hergestellt ist.
Fahrzeugaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageträger (5) als Aussteifungsträger ausgebildet ist.
Als Leichtmetall-Schmiedeteil ausgebildeter Montageträger (5) für einen Fahrzeugaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
Montageträger (5) für einen Fahrzeugaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageträger (5) zumindest bereichsweise eine Fachwerkstruktur (6) aufweist.