DE102010054688A1

DE102010054688A1 - Bodenstruktur für ein Kraftfahrzeug, Fahrzeugkarosserie und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102010054688A1
Application number: DE201010054688
Authority: DE
Inventors: Stanislaw Klimek; Andreas Stern
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-12-16
Filing date: 2010-12-16
Publication date: 2012-06-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bodenstruktur (1) für ein Kraftfahrzeug, durch welche der Boden einer Fahrzeugkarosserie (100) zumindest über einen Abschnitt flächig ausbildbar ist, mit wenigstens einer Versteifungsstruktur (2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1, 5.2) zum Verstärken der Fahrzeugkarosserie (100), vorzugsweise im Bereich wenigstens einer Sitzbefestigung (110), wobei im eingebauten Zustand der Bodenstruktur (1) die Versteifungsstruktur (2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1, 5.2) im Bereich wenigstens eines seitlich eines Mitteltunnels (6) verlaufenden Abschnitts (120, 130) des Karosseriebodens angeordnet ist. Es ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Versteifungsstruktur (2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1, 5.2) an der Bodenstruktur (1) angeformt ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Fahrzeugkarosserie (100) sowie ein Kraftfahrzeug.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bodenstruktur für ein Kraftfahrzeug, durch welche der Boden einer Fahrzeugkarosserie zumindest über einen Abschnitt flächig ausbildbar ist, mit wenigstens einer Versteifungsstruktur zum Verstärken der Fahrzeugkarosserie, vorzugsweise im Bereich wenigstens einer Sitzbefestigung, wobei im eingebauten Zustand der Bodenstruktur die Versteifungsstruktur im Bereich wenigstens eines seitlich eines Mitteltunnels verlaufenden Abschnitts des Karosseriebodens angeordnet ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Fahrzeugkarosserie mit einer solchen Bodenstruktur. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
Die Karosserie von modernen Kraftfahrzeugen weist üblicherweise eine Rahmenstruktur auf, auf welcher wenigstens ein Bodenblech montiert ist. Das wenigstens eine Bodenblech deckt gewöhnlich die Bodenfläche des Kraftfahrzeuges im Wesentlichen oder vollständig ab. Zur Aussteifung der Fahrzeugkarosserie sind üblicherweise Verstärkungselemente vorgesehen, welche als Querträgerprofile oder Längsträgerprofile auf das Bodenblech aufgebracht sind, üblicherweise aufgeschweißt werden. Die Verstärkungselemente dienen bevorzugt der Verstärkung der Fahrzeugkarosserie im Bereich der Befestigungsstrukturen für die Vordersitze des Kraftfahrzeuges.
In der Vergangenheit hat es sich gezeigt, dass geschweißte Karosserieteile, insbesondere die Bodenstruktur mit ihren vielen angeschweißten Teilen, im Bereich der Schweißverbindung geschwächt sind. In Einzelfällen konnte beobachtet werden, dass angeschweißte Strukturen, wie beispielsweise an die Bodenstruktur angeschweißte Verstärkungselemente, bei einem Crash des Kraftfahrzeuges im Bereich der Schweißverbindung von dem Bodenblech abgerissen wurden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bodenstruktur für ein Kraftfahrzeug mit den eingangs genannten Merkmalen vorzuschlagen, welche besser als bisher den hohen Aufprallkräften bei einem Aufprall des Kraftfahrzeuges, insbesondere Seitenaufprall, standhält. Ferner soll eine entsprechende Fahrzeugkarosserie vorgeschlagen werden. Weiterhin soll ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen werden, welches für den Einbau einer solchen Bodenstruktur bzw. Fahrzeugkarosserie geeignet ist.
Die Aufgabe wird mit einer Bodenstruktur für ein Kraftfahrzeug gelöst, welche die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Die Aufgabe wird ferner mit einer Fahrzeugkarosserie mit den Merkmalen des Anspruches 13 gelöst. Weiterhin wird zur Lösung der Aufgabe ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruches 15 vorgeschlagen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
Eine erfindungsgemäße Bodenstruktur für ein Kraftfahrzeug, durch welche der Boden einer Fahrzeugkarosserie zumindest über einen Abschnitt flächig ausbildbar ist, weist wenigstens eine Versteifungsstruktur zum Verstärken der Fahrzeugkarosserie auf. Bevorzugt dient die wenigstens eine Versteifungsstruktur zum Verstärken der Fahrzeugkarosserie im Bereich wenigstens einer Sitzbefestigung, beispielsweise für einen Vordersitz des Kraftfahrzeuges. Durch die Versteifungsstruktur wird die Gesamtsteifigkeit der Fahrzeugkarosserie erhöht.
Bei der erfindungsgemäßen Bodenstruktur ist in ihrem eingebauten Zustand in die Fahrzeugkarosserie die Versteifungsstruktur im Bereich wenigstens eines seitlich eines Mitteltunnels verlaufenden Abschnittes des Karosseriebodens angeordnet. Die Versteifungsstruktur wirkt damit zusätzlich zu dem Mitteltunnel als Verstärkung der Fahrzeugkarosserie. Bevorzugt sind mehrere Versteifungsstrukturen vorgesehen, wobei die einen Versteifungsstrukturen im Bereich des einen seitlich der Mitteltunnels verlaufenden Abschnittes und die anderen Versteifungsstrukturen im Bereich des Abschnittes liegen.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die wenigstens eine Versteifungsstruktur an der Bodenstruktur angeformt ist.
Durch diese Maßnahme kommt der Bodenstruktur bei einem Aufprall des Kraftfahrzeuges, insbesondere bei einem Seitenaufprall, ein besonders robustes Verhalten zu, da die bisher zur Befestigung von Versteifungselementen auf der Bodenstruktur vorgesehenen Schweißverbindungen weggefallen sind. Die mit der Schweißverbindung einhergehende Schwächung der Karosserie, insbesondere der Verbindung zwischen den Versteifungselementen und der Bodenstruktur, ist damit durch die erfindungsgemäße Maßnahme vermieden. Durch das Anformen der Versteifungsstruktur an der Bodenstruktur ist die Fahrzeugkarosserie insgesamt gewichtsmäßig leichter und damit kostengünstiger realisierbar. Eine aufwendige Montage der wenigstens einen Versteifungsstruktur an die Bodenstruktur ist ebenfalls hinfällig.
Durch das Anformen der wenigstens einen Versteifungsstruktur an der Bodenstruktur entsteht gegenüber der Montage eines separaten Versteifungselementes keine zusätzliche Montagetoleranz. Darüber hinaus ergeben sich logistische Vorteile, da die durch die Versteifungsstrukturen ersetzten separaten Versteifungselemente nicht mehr vorgehalten werden müssen.
Bevorzugt ist der Mitteltunnel ebenfalls an der Bodenstruktur angeformt. Dadurch sind die Herstellung und die Montage eines separaten Bauteiles als Mitteltunnel an der Bodenstruktur vermieden. Die Ausbildung des Mitteltunnels aus einem Stück aus der Bodenstruktur trägt somit zu einer weiteren gewichtsmäßigen Reduzierung der Karosseriestruktur für ein Kraftfahrzeug bei. Auch ergibt sich dadurch eine Erleichterung bei der Montage, da die Montage eines Mitteltunnels als separates Bauteil nicht mehr notwendig ist.
Es bietet sich an, dass die wenigstens eine Versteifungsstruktur durch Umformen gebildet ist. Die wenigstens eine Versteifungsstruktur kann dadurch in besonders einfacher Art und Weise an der Bodenstruktur angeformt werden. Bevorzugt sollte die Bodenstruktur, insbesondere die gesamte Bodenstruktur, ein Umformteil sein, so dass die Bodenstruktur selbst in einfacher und kostengünstiger Art und Weise realisiert werden kann.
Es kann die wenigstens eine Versteifungsstruktur durch Warmumformen gebildet sein. Denkbar ist es auch, dass die Bodenstruktur selbst ein Warmumformteil ist.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Bodenstruktur ein Blechteil. Es bietet sich dabei an, dass die als Blechteil ausgebildete Bodenstruktur durch Tiefziehen erzeugt ist. Eine solche als tiefgezogenes Blechteil ausgebildete Bodenstruktur weist ein besonders robustes Verhalten im Seitenaufprall des Kraftfahrzeuges auf. Ein durch Tiefziehen erzeugtes Bodenblech als Bodenstruktur ist darüber hinaus besonders einfach und kostengünstig herstellbar.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Bodenstruktur wenigstens einen Anschlussabschnitt zum Verbinden mit einer seitlichen Schwellerstruktur einen Anschlussabschnitt zum Verbinden mit einem Fersenblech und/oder einen Anschlussabschnitt zum Verbinden mit einer Stirnwand und/oder einem Stirnwandquerträger aufweist. Dadurch kann die Bodenstruktur sowohl mit der Schwellerstruktur als auch mit dem Fersenblech und der Stirnwand bzw. dem Stirnwandquerträger der Fahrzeugkarosserie verbunden werden. Es kann dadurch mittels einer einzigen Bodenstruktur die Fläche von der einen seitlichen Schwellerstruktur bis zur gegenüberliegenden seitlichen Schwellerstruktur und bis zum Fersenblech überdeckt werden, so dass bereits durch die abgedeckte Fläche mittels der Bodenstruktur eine hohe Gesamtsteifigkeit der Fahrzeugkarosserie erzielt ist.
Es bietet sich an, dass der wenigstens eine Anschlussabschnitt an der Bodenstruktur angeformt ist oder die mehreren Anschlussabschnitte an der Bodenstruktur angeformt sind. Dadurch ist neben der wenigstens einen Versteifungsstruktur zusätzlich auch der wenigstens eine Anschlussabschnitt ohne zusätzliche Schweißverbindungen an die Bodenstruktur angebunden. Die mit der Schweißverbindung einhergehende Schwächung der Verbindung ist somit vermieden.
Durch das Anformen des wenigstens einen Anschlussabschnittes an die Bodenstruktur ist eine erhebliche Reduzierung der abzudichtenden Kanten von Verbindungen erreicht. Dadurch ist der Dichtungsaufwand im Bereich derartiger Kanten verringert.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind wenigstens drei Anschlussabschnitte vorgesehen, von denen zwei Anschlussabschnitte jeweils zum Verbinden mit einer Schwellerstruktur und ein dazwischenliegender Anschlussabschnitt zum Verbinden mit einem Fersenblech dienen, wobei die Anschlussabschnitte einen über wenigstens drei Seiten der Bodenstruktur, vorzugsweise im Wesentlichen durchgehend verlaufenden Flansch bilden. Dadurch kommt der Bodenstruktur im Bereich der Anschlussabschnitte zusätzlich ein hohes Maß an Verstärkung bzw. Versteifung zu, da die Anschlussabschnitte den über die drei Seiten verlaufenden Flansch bilden.
Bevorzugt sollte der wenigstens eine Anschlussabschnitt im Wesentlichen zur Fahrzeuginnenseite stehen oder sollten die mehreren Anschlussabschnitte ihn zur Fahrzeuginnenseite stehen. Sofern drei Anschlussabschnitte und mehr vorgesehen sind, sollten die Anschlussabschnitte ein im Wesentlichen zur Fahrzeuginnenseite weisenden Rahmen bilden. Dadurch weist die Bodenstruktur eine Wannenform auf, mit einer Bodenfläche und den seitlich nach oben stehenden Anschlussabschnitten, welche die Seitenwandungen der Wanne bilden.
Es bietet sich an, dass die Bodenstruktur aus einem Bauteil geformt ist. Durch die Einteiligkeit der Bodenstruktur sind etwaige Verbindungsstellen von zwei oder mehreren Abschnitten oder Bauteilen vollständig oder weitgehend vermieden. Die bei mehrteiliger Ausführung vorzunehmende Abdichtung an der Verbindungsstelle ist dadurch nicht erforderlich.
Alternativ zu der einteiligen Ausbildung der Bodenstruktur kann die Bodenstruktur selbstverständlich auch aus wenigstens zwei Bauteilen bestehen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die wenigstens eine Versteifungsstruktur vom Boden der Bodenstruktur erhaben ausgebildet ist. Bevorzugt ist die wenigstens eine Versteifungsstruktur in Einbaulage der Bodenstruktur gesehen, in Richtung zur Fahrzeuginnenseite erhaben ausgebildet. Dadurch ist mittels der Versteifungsstruktur eine Erhöhung des Bodenniveaus der Bodenstruktur bewirkt, so dass im Bereich einer Sitzbefestigung der Sitz des Kraftfahrzeuges erhöht angeordnet ist. Diese Maßnahme bietet sich besonders bei hochsitzigen Fahrzeugen, wie beispielsweise Geländefahrzeugen oder Vans an.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die wenigstens eine Versteifungsstruktur länglich ausgebildet ist und mit seiner Längserstreckung im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung und/oder in Fahrzeugquerrichtung verläuft. Die in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Versteifungsstruktur verläuft dabei bevorzugt im Wesentlichen in Richtung der Längserstreckung des Mitteltunnels, so dass eine Verstärkung der Fahrzeugkarosserie in Fahrzeuglängsrichtung bewirkt wird.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die wenigstens eine Versteifungsstruktur wenigstens einen Anschluss zum Fixieren eines Sitzes, einer Führungsschiene für einen Sitz und/oder eines Verbindungselementes für einen Sitz oder eine Führungsschiene aufweist. Dadurch kommt der Versteifungsstruktur eine Doppelfunktion zu. Zum einen dient die Versteifungsstruktur der Verstärkung der Fahrzeugkarosserie. Zum anderen ist durch die Anordnung des wenigstens einen Anschlusses im Bereich der Versteifungsstruktur die Sitzbefestigung an einer Stelle an der Bodenstruktur angeordnet, welche verstärkt ist. Die Versteifungsstruktur dient somit zusätzlich zur Verstärkung der Bodenstruktur im Bereich der Sitzbefestigung, so dass bei einem seitlichen Aufprall ein frühzeitiges Herausreißen des wenigstens einen Sitzes des Kraftfahrzeuges aus der Bodenstruktur durch die hier vorgenommene zusätzliche Verstärkung vermieden ist.
Eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht wenigstens drei Versteifungsstrukturen vor, von denen zwei Versteifungsstrukturen jeweils wenigstens ein Anschluss zum Fixieren eines Sitzes, einer Führungsschiene für einen Sitz und/oder eines Verbindungselementes für einen Sitz oder eine Führungsschiene aufweisen, wobei zwischen den zwei Versteifungsstrukturen die wenigstens eine dritte Versteifungsstruktur vorzugsweise als Querverbindung angeordnet ist. Dadurch ist eine besonders wirkungsvolle Verstärkung der Bodenstruktur im Bereich der Sitzbefestigung erreicht, so dass bei einem Aufprall des Kraftfahrzeuges, insbesondere bei einem Seitenaufprall, der wenigstens eine Fahrzeugsitz sicher an der Bodenstruktur gehalten ist.
Es bietet sich an, dass die wenigstens eine Versteifungsstruktur benachbart zu oder angrenzend an den Mitteltunnel oder einen seitlichen Anschlussabschnitt der Bodenstruktur, beispielsweise zum Anschließen an eine seitliche Schwellerstruktur, angeordnet ist. Auch diese Maßnahme wirkt in die Richtung, die Bodenstruktur mittels der wenigstens einen Versteifungsstruktur besonders wirkungsvoll zu verstärken, um einen Aufprall des Kraftfahrzeuges, insbesondere einen Seitenaufprall, möglichst verformungsarm zu überstehen.
Ergänzend oder alternativ kann es vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Versteifungsstrukur einen Abschnitt eines Vorderrahmens für die Fahrzeugkarosserie bildet oder als Verlängerung für den Vorderrahmen der Fahrzeugkarosserie dient. Dadurch wirkt die Versteifungsstruktur im Hinblick auf den Vorderrahmen der Fahrzeugkarosserie verstärkend bzw. versteifend.
Die Erfindung umfasst nach einem weiteren Aspekt eine Fahrzeugkarosserie mit wenigstens einer Bodenstruktur der vorstehend beschriebenen Art.
Nach einer Ausgestaltung der Fahrzeugkarosserie ist es vorgesehen, dass an der Fahrzeugaußenseite der Bodenstruktur wenigstens ein Tunnelrandprofil, wenigstens ein Querversteifungselement, insbesondere im Bereich wenigstens eines Sitzes oder eines Mitteltunnels, und/oder wenigstens ein Längsversteifungselement angeordnet ist. Diese Bauteile können nach Bedarf unterhalb der Bodenstruktur bzw. an der Unterseite der Bodenstruktur bzw. der Fahrzeugaußenseite der Bodenstruktur angeordnet werden, je nachdem wo und mit welcher Stärke eine Verstärkung bzw. Versteifung der Bodenstruktur und damit der gesamten Fahrzeugkarosserie erreicht werden soll.
Es bietet sich an, dass an der Fahrzeuginnenseite bzw. der Oberseite der Bodenstruktur, insbesondere an der wenigstens einen Versteifungsstruktur der Bodenstruktur wenigstens ein Anschlussteil für einen Sitz, insbesondere einen Vordersitz, montiert ist. Dabei wirkt die Fahrzeugkarosserie im Bereich der Sitzbefestigung verstärkend, so dass bei einem Aufprall des Kraftfahrzeuges, insbesondere einem Seitenaufprall, die Fahrzeugsitze, insbesondere die Vordersitze, besonders stabil fest gehalten sind.
Weiterhin umfasst die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Bodenstruktur der vorstehend beschriebenen Art.
Durch die Erfindung ist eine Bodenstruktur und eine Fahrzeugkarosserie realisiert, welche bei einem Aufprall des Kraftfahrzeuges bzw. einem Seitenaufprall ein besonders robustes Verhalten aufweist. Ein Abreißen des Bodens der Fahrzeugkarosserie von den seitlichen Schwellerstrukturen ist bei einem Seitenaufprall vermieden.
Durch die Erfindung wird die Anzahl der einzelnen benötigten Bauteile reduziert. Ferner können die miteinander zu verbindenden Karosseriekomponenten in dem Überlappungsbereich verringert werden. Durch die geringere Anzahl an Bauteilen und die Verringerung des Überlappungsbereiches ergibt sich eine Gewichtsreduzierung und damit eine Einsparung von Kosten. Gleichzeitig ist durch die einstückige bzw. einteilige Ausbildung der Bodenstruktur die Anzahl der erforderlichen Schweißverbindungen erheblich reduziert, so dass die mit der Schweißung einhergehende Bauteilschwächung weitgehend vermieden ist.
Durch die Erfindung ergibt sich ferner ein hohes Maß an Flexibilität im Hinblick auf Sitzbefestigung, welche in Höhe und/oder Breite variabel verändert werden kann, ohne dass dazu etwaige Werkzeuge zu verändern sind. Auch ergibt sich durch die Erfindung eine Multifunktionalität der Sitzbefestigungsstruktur, welche nicht nur der Belastung eines Seitenaufpralls, sondern auch der Belastung eines Front- und/oder eines Heckaufpralls mit relativ geringer Verformung Stand hält.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung.
Es zeigen:
1 eine mögliche Ausführungsform einer Fahrzeugkarosserie mit einer erfindungsgemäßen Bodenstruktur in perspektivischer Ansicht von oben,
2 die Fahrzeugkarosserie gemäß der 1 in perspektivischer Explosionsdarstellung,
3 die Fahrzeugkarosserie gemäß der 1 in perspektivischer Ansicht von unten,
4 die erfindungsgemäße Bodenstruktur gemäß der 1 in Draufsicht,
5 eine Längshälfte der erfindungsgemäßen Bodenstruktur gemäß der 1 mit daran angeordneten Sitzbefestigungen in perspektivischer Ansicht von oben,
6 die Längshälfte der Bodenstruktur mit daran angeordneten Sitzbefestigungen gemäß der 5 in einer anderen perspektivischen Ansicht von oben und
7 die Längshälfte der Bodenstruktur mit daran angeordneten Sitzbefestigungen gemäß der 5 in Unteransicht.
1, 2 und 3 zeigen eine mögliche Ausführungsform einer Fahrzeugkarosserie 100 für ein Kraftfahrzeug in perspektivischer Ansicht von oben (1), von unten (2) und in Explosionsdarstellung (3).
Die Fahrzeugkarosserie 100 weist eine Bodenstruktur 1 auf, welche den Boden der Fahrzeugkarosserie 100 flächig ausbildet. Die Bodenstruktur 1 erstreckt sich in Fahrzeuglängsrichtung x, also in Richtung der Längsachse des Kraftfahrzeuges, einerseits bis an ein Fersenblech 150 und andererseits bis an eine Stirnwand 160. Das Fersenblech 150 bildet den in Vorwärtsfahrtrichtung 18 des Kraftfahrzeuges gesehen, hinteren Abschluss für die Bodenstruktur 1. Dementsprechend ist die Stirnwand 160 dem vorderen Ende der Fahrzeugkarosserie 100 zugewandt.
Die Bodenstruktur 1 erstreckt sich in Fahrzeugquerrichtung Y beidseitig jeweils bis an eine seitliche Schwellerstruktur 140.1 und 140.2.
Weiterhin weist die Fahrzeugkarosserie 100 einen Mitteltunnel 6 auf, durch welchen die Bodenstruktur 1 in zwei in Fahrzeuglängsrichtung x verlaufende seitliche Abschnitte 120 und 130 unterteilt ist, wie insbesondere aus der 2 ersichtlich ist. Der Mitteltunnel 6 geht nach vorne hin in einen vorderen Mitteltunnel 15 über, welcher an die Stirnwand 160 angrenzt.
Bevorzugt ist der Mitteltunnel 6 an der Bodenstruktur 1 angeformt. Bevorzugt ist der vordere Mitteltunnel 15 zumindest über einen Abschnitt mit der Stirnwand 160 verbunden, insbesondere an der Stirnwand 160 angeschweißt. Der vordere Mitteltunnel 15 ist mit einem freien Endabschnitt bevorzugt auf den Mitteltunnel 6 aufgeschoben bzw. unter Bildung eines Überlappungsabschnittes mit dem Mitteltunnel 6 verbunden. Die Verbindung des vorderen Mitteltunnels 15 mit dem Mitteltunnel 6 ist bevorzugt durch wenigstens eine Schweißverbindung realisiert.
Wie insbesondere aus den 1 und 2 ersichtlich ist, weist die Fahrzeugkarosserie 100 im Bereich der Bodenstruktur 1 mehrere Sitzbefestigungen 110 auf, welche bevorzugt als Führungsschiene zur verschiebbaren Aufnahme eines Sitzes für das Kraftfahrzeug, insbesondere eines Vordersitzes, dienen. Zur Befestigung eines Sitzes sind jeweils zwei Sitzbefestigungen 110 vorgesehen, wobei für die beiden Vordersitze bevorzugt vier Sitzbefestigungen 110 realisiert sind, von denen die Sitzbefestigungen 110 für den einen Sitz dem einen seitlichen Abschnitt 120 und die beiden anderen Sitzbefestigungen 110 für den anderen Sitz dem anderen seitlichen Abschnitt 130 zugeordnet sind. Die bevorzugt als Führungsschienen ausgebildeten Sitzbefestigungen 110 verlaufen dabei mit ihrer Längserstreckung in Fahrzeuglängsrichtung x, so dass der darin aufgenommene Sitz in Fahrzeuglängsrichtung x verschiebbar gehalten ist.
Zur Aussteifung weist die Fahrzeugkarosserie auf ihrer Fahrzeugaußenseite 12 bzw. Unterseite im Bereich des Mitteltunnels 6 angeordnete Tunnelrandprofile 220 auf, welche sich mit ihrer Längsachse in Fahrzeuglängsrichtung X erstrecken und zwischen den Tunnelrandprofilen 220 der Mitteltunnel 6 verläuft. Die Tunnelrandprofile 220 sind an der Bodenstruktur 1 befestigt, insbesondere mittels Schweißen verbunden. Die Tunnelrandprofile 220 haben bevorzugt einen im Wesentlichen hutförmigen bzw. U-förmigen Querschnitt.
Wie ferner aus der 3 ersichtlich ist, ist an der Fahrzeugaußenseite 12 der Fahrzeugkarosserie 100 an beiden äußeren Längsseiten ein Längsversteifungselement 240 vorgesehen, welches über die Fahrzeuglängsrichtung X mit seinem einen Ende an der Bodenstruktur 1 und mit seinem anderen Ende mit der jeweiligen seitlichen Schwellerstruktur 140.1 bzw. 140.2 verbunden ist, insbesondere durch Schweißen verbunden ist.
Weiterhin sind an der Fahrzeugaußenseite 12 der Fahrzeugkarosserie 100 zwei vordere Längsträger 210 vorgesehen, welche sich in Fahrzeuglängsrichtung X längs erstrecken und bis zum vorderen Ende der Fahrzeugkarosserie 100 verlaufen, wobei an den vorderen Längsträgern 210 an ihrem vorderen Bereich die Stirnwand 160 anliegt und dieser Bereich der vorderen Längsträger 210 in einem Winkel zu demjenigen Abschnitt der vorderen Längsträger 210 steht, welcher sich bis über die Bodenstruktur 1 erstreckt. Die vorderen Längsträger 210 erstrecken sich dabei in Fahrzeuglängsrichtung X gesehen, bis in etwa zur Hälfte oder etwas über die Hälfte der Bodenstruktur 1 und sind mit der Bodenstruktur 1 verbunden, insbesondere mittels Schweißen verbunden.
Die vorderen Längsträger 210 sind vorzugsweise im Querschnitt im Wesentlichen U-förmig bzw. hutförmig ausgebildet, wobei an deren Querschnittsenden jeweils ein als Flansch dienender Materialabschnitt angeordnet ist, welcher in Längserstreckung der vorderen Längsträger 210 verläuft und als Anlage beispielsweise gegen die Bodenstruktur 1 dient.
Zur Verstärkung weist die Fahrzeugkarosserie 100 mehrere Versteifungsstrukturen bzw. Verstärkungsstrukturen 2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1, 5.2 auf, welche der Bodenstruktur 1 zugeordnet sind. Dadurch ist eine verbesserte Aussteifung der Fahrzeugkarosserie 100, insbesondere im Bereich der Bodenstruktur 1 erreicht, um ein robusteres Verhalten bei einem Crash, insbesondere bei einem Seitenaufprall, zu bewirken.
Es ist vorgesehen, dass die Versteifungsstrukturen 2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1, 5.2 an der Bodenstruktur 1 angeformt, insbesondere ausgeformt sind. Die Bodenstruktur 1 ist dazu bevorzugt als Blechteil ausgebildet, dessen Kontur mittels Tiefziehen realisiert ist. Die Bodenstruktur 1 ist bevorzugt einteilig ausgebildet. Selbstverständlich ist eine mehrteilige Ausbildung der Bodenstruktur 1 auch möglich.
Die an der Bodenstruktur 1 angeformten Versteifungsstrukturen 2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1, 5.2 sind vom Boden 10 der Bodenstruktur 1 erhaben ausgebildet, wobei die Versteifungsstrukturen 2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1, 5.2 sich in Einbaulage der Bodenstruktur 1 gesehen, in Richtung zur Fahrzeuginnenseite 11 erhaben sind.
Durch die an die Bodenstruktur 1 angeformten Versteifungsstrukturen 2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1, 5.2 ist die Fahrzeugkarosserie 100 im Bereich der Bodenstruktur 1 mit hoher Aussteifung und dennoch in Leichtbauweise realisiert. Durch das Anformen kann auf separate Bauteile zur Versteifung im Bereich der Bodenstruktur 1 verzichtet werden. Auch ist durch das Anformen der Versteifungsstrukturen 2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1, 5.2 an der Bodenstruktur 1 eine Fahrzeugkarosserie 100 herstellbar, bei der Fügekosten, Gewicht, Montagetoleranzen, Montageoperationen, Transportkosten, reduziert sind. Dennoch bieten die Versteifungsstrukturen 2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1, 5.2 eine deutliche Erhöhung der Crashperformance eine verbesserte Torsionssteifigkeit sowie ein verbessertes Dauerlaufverhalten der Fahrzeugkarosserie 100.
Die Versteifungsstrukturen 2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1, 5.2 sind im Wesentlichen im Bereich der Sitzbefestigungen 110 angeordnet, wie insbesondere aus den 1 und 2 ersichtlich ist.
4 zeigt die Bodenstruktur 1 der 1, 2 und 3 losgelöst von der Fahrzeugkarosserie 100 in einer Ansicht von oben. Wie daraus ersichtlich ist, sind die Versteifungsstrukturen 2.1, 2.2, 3.1 und 3.2 im Wesentlichen länglich ausgebildet und verlaufen jeweils mit ihrer Längserstreckung im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung x. Die Verstärkungsstrukturen 2.1 und 3.1 sind dem seitlichen Abschnitt 120 der Bodenstruktur 1 und die Versteifungsstrukturen 2.2 und 3.2 dem seitlichen Abschnitt 130 der Bodenstruktur 1 zugeordnet.
Die Versteifungsstrukturen 4.1 und 4.2 dienen als Querverbindung, wobei die Versteifungsstruktur 4.1 zum Verbinden der Versteifungsstrukturen 2.1 und 3.1 und die Versteifungsstruktur 4.2 zum Verbinden der Versteifungsstrukturen 2.2 und 3.2 dienen. Bevorzugt verlaufen die als Querverbindung dienenden Versteifungsstrukturen 4.1, 4.2 jeweils im Wesentlichen etwas schräg nach außen in Vorwärtsfahrtrichtung 18. Dies bietet Vorteile bei einem Seitenaufprall des Kraftfahrzeuges.
Eine weitere Bauteilverstärkung im Bereich der als Querverbindung dienenden Versteifungsstrukturen 4.1 und 4.2 ist durch eine längliche Vertiefung 19 oder Verprägung erzielt, welche auf der Oberseite der Versteifungsstrukturen 4.1 und 4.2 eingebracht ist, wie insbesondere aus den 1 und 4 ersichtlich ist.
Wie insbesondere aus der 4 ersichtlich ist, sind die Versteifungsstrukturen 3.1 und 3.2 angrenzend an jeweils eine Seitenwandung 14 des Mitteltunnels 6 angeordnet, insbesondere münden die Versteifungsstrukturen 3.1 und 3.2 in die jeweilige Seitenwandung 14 des Mitteltunnels 6. Die Versteifungsstrukturen 2.1 und 2.2 grenzen dabei jeweils an einen seitlichen Anschlussabschnitt 7.1 bzw. 7.2 der Bodenstruktur 1, welcher zum Anschließen an die jeweilige seitliche Schwellerstruktur 140.1 bzw. 140.2 dient, wie insbesondere aus den 1 und 2 ersichtlich ist.
Die Bodenstruktur 1 weist an ihrem dem Fersenblech 150 zugewandten Ende einen weiteren Anschlussabschnitt 8 auf, wobei die Anschlussabschnitte 7.1 und 7.8 zusammen mit dem Anschlussabschnitt 8 einen über drei Seiten der Bodenstruktur 1 einen durchgehend verlaufenden Flansch bilden. Bevorzugt bildet der Anschlussabschnitt 8 selbst das Fersenblech 150 der Fahrzeugkarosserie 100.
Weiterhin ist an dem vorderen Ende der Bodenstruktur 1 ein weiterer Anschlussabschnitt 9 vorgesehen, welcher zum Verbinden mit der Stirnwand 160 dient, wie insbesondere aus der 2 ersichtlich ist. Die Anschlussabschnitte 7.1, 7.2, 8 und 9 sind dabei bevorzugt an der Bodenstruktur 1 angeformt.
Wie insbesondere aus einer Zusammenschau der 4 und 2 ersichtlich ist, münden die Versteifungsstrukturen 5.1 und 5.2 jeweils mit ihrem einen Ende in die zugehörige als Querverbindung dienende Versteifungsstruktur 4.1 bzw. 4.2. Die Versteifungsstrukturen 5.1 und 5.2 erstrecken sich in ihrer Längserstreckung im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung X. Von den Versteifungsstrukturen 5.1 und 5.2 schließt sich jeweils eine weitere Versteifungsstruktur 16.1 bzw. 16.2 an, wie aus der 2 erkennbar ist. Die Versteifungsstrukturen 16.1 und 16.2 sind an der Stirnwand 160 angeordnet und überlappen sich zumindest über einen Bereich mit den Verstärkungsstrukturen 5.1 bzw. 5.2 der Bodenstruktur 1.
Wie ferner aus der 2 ersichtlich ist, dienen die Versteifungsstrukturen 5.1 und 5.2 bzw. 16.1 und 16.2 als Verstärkung des Bodens der Fahrzeugkarosserie 100 im Bereich des Vorderrahmens. Die Längsträger 210 des Vorderrahmens sind beispielsweise aus der 2 ersichtliche Durch die Ausgestaltung der Versteifungsstrukturen 5.1, 5.2 und 16.1 und 16.2 mit im Wesentlichen hutförmigem oder U-förmigem Querschnitt und der Ausbildung der vorderen Längsträger 210 mit ebenfalls im Wesentlichen U-förmigem oder hutförmigem Querschnitt ergibt im zusammengebauten Zustand ein im Querschnitt geschlossenes Profil, so dass hierdurch eine besonders hohe Aussteifung erzielt ist.
5 und 6 zeigen eine Längshälfte der Bodenstruktur 1 mit den daran angeordneten Sitzbefestigungen 110 für einen der beiden Vordersitze des Kraftfahrzeugs in verschiedenen perspektivischen Ansichten von oben.
Wie daraus ersichtlich ist, sind die Sitzbefestigungen 110 jeweils unter Zwischenschaltung eines Verbindungselementes 310 bis 380 an der jeweiligen seitlichen Versteifungsstruktur 2.1, 2.2, 3.1, 3.2 angeordnet. Am Beispiel der 5 ist erkennbar, dass dabei das in Vorwärtsfahrtrichtung 18 gesehen, vordere Verbindungselement 310 bzw. 340 sich im Wesentlichen an der Oberseite der Versteifungsstruktur 2.2 bzw. 3.2 abstützt, wohingegen das hintere Verbindungselement 320 bzw. 330 sich im Wesentlichen an einer Seitenwandung der Versteifungsstruktur 2.2 bzw. 3.2 abstützt. Bevorzugt sind die in Vorwärtsfahrtrichtung 18 gesehenen, hinteren Verbindungselemente 320, 330 zumindest mit einem Teil bzw. Abschnitt an der Oberseite eines Absatzes 17.1 bzw. 17.2 angeordnet, welcher bereits geringfügig erhaben gegenüber der Bodenstruktur 10 ausgebildet ist.
7 zeigt die Längshälfte gemäß der 6 in perspektivischer Unteransicht. Daraus ist der Verlauf der Versteifungsstruktur 5.2 sowie der Versteifungsstruktur 4.2 und der Versteifungsstruktur 3.2 von der Unterseite 12 erkennbar. Die Versteifungsstrukturen 3.2, 4.2 und 5.2 sind in Art eines nach unten hin offenen Kanales ausgebildet. Ferner ist das eine seitliche Längsversteifungselement 240 sowie das eine Tunnelrandprofil 220 ersichtlich, welche an der Fahrzeugaußenseite 12, beispielsweise mittels Schweißen, an der Bodenstruktur 1 fixiert sind.
Bezugszeichenliste

1: Bodenstruktur
2.1, 2.2: Verstärkungsstruktur
3.1, 3.2: Verstärkungsstruktur
4.1, 4.2: Verstärkungsstruktur
5.1, 5.2: Verstärkungsstruktur
6: Mitteltunnel
7.1, 7.2: Anschlussabschnitt
8: Anschlussabschnitt
9: Anschlussabschnitt
10: Boden
11: Fahrzeuginnenseite, Oberseite
12: Fahrzeugaußenseite, Unterseite
14: Seitenwandung des Mitteltunnels
15: vorderer Mitteltunnel
16.1, 16.2: Versteifungsstruktur
17.1, 17.2: Absatz
18: Vorwärtsfahrtrichtung
19.1, 19.2: Vertiefung
100: Fahrzeugkarosserie
110: Sitzbefestigung, Führungsschiene
120: Abschnitt
130: Abschnitt
140.1, 140.2: Schwellerstruktur
150: Fersenblech
160: Stirnwand
210: vorderer Längsträger
220: Tunnelrandprofil
240: Längsversteifungselement
310: Verbindungselement
320: Verbindungselement
330: Verbindungselement
340: Verbindungselement
350: Verbindungselement
360: Verbindungselement
370: Verbindungselement
380: Verbindungselement
X: Fahrzeuglängsrichtung
Y: Fahrzeugquerrichtung

Claims

Bodenstruktur (1) für ein Kraftfahrzeug, durch welche der Boden einer Fahrzeugkarosserie (100) zumindest über einen Abschnitt flächig ausbildbar ist, mit wenigstens einer Versteifungsstruktur (2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1, 5.2) zum Verstärken der Fahrzeugkarosserie (100), vorzugsweise im Bereich wenigstens einer Sitzbefestigung (110), wobei im eingebauten Zustand der Bodenstruktur (1) die Versteifungsstruktur (2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1, 5.2) im Bereich wenigstens eines seitlich eines Mitteltunnels (6) verlaufenden Abschnitts (120, 130) des Karosseriebodens angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Versteifungsstruktur (2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1, 5.2) an der Bodenstruktur (1) angeformt ist.
Bodenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Versteifungsstruktur (2.1, 2.3, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1, 5.2) durch Umformen gebildet ist, insbesondere die Bodenstruktur (1) ein Umformteil ist.
Bodenstruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenstruktur (1) ein Blechteil ist, insbesondere ein tiefgezogenes Blechteil ist.
Bodenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenstruktur (1) wenigstens einen Anschlussabschnitt (7.1, 7.2) zum Verbinden mit einer seitlichen Schwellerstruktur (140.1, 140.2), einen Anschlussabschnitt (8) zum Verbinden mit einem Fersenblech (150) und/oder einen Anschlussabschnitt (9) zum Verbinden mit einer Stirnwand (160) und/oder einen Stirnwandquerträger aufweist.
Bodenstruktur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Anschlussabschnitt (7.1, 7.2, 8, 9) an der Bodenstruktur (1) angeformt ist.
Bodenstruktur nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei Anschlussabschnitte (7.1, 7.2, 8) vorgesehen sind, von denen zwei Anschlussabschnitte (7.1, 7.2) jeweils zum Verbinden mit einer Schwellerstruktur (140.1; 140.2) und ein dazwischenliegender Anschlussabschnitt (8) zum Verbinden mit einem Fersenblech (150) dienen, wobei die Anschlussabschnitte (7.1, 7.2, 8) einen über wenigstens drei Seiten der Bodenstruktur (1) verlaufenden Flansch bilden.
Bodenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Versteifungsstruktur (2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1, 5.2) vom Boden (10) der Bodenstruktur (1) erhaben ausgebildet ist, insbesondere in Einbaulage der Bodenstruktur (1) gesehen, in Richtung zur Fahrzeuginnenseite (11) erhaben ausgebildet ist.
Bodenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Versteifungsstruktur (2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1, 5.2) länglich ausgebildet ist und mit seiner Längserstreckung im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung (x) und/oder in Fahrzeugquerrichtung (y) verläuft.
Bodenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Versteifungsstruktur (2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 5.1, 5.2) wenigstens einen Anschluss zum Fixieren eines Sitzes, einer Führungsschiene (190) für einen Sitz und/oder eines Verbindungselementes (310–380) für einen Sitz oder eine Führungsschiene (190) aufweist.
Bodenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei Versteifungsstrukturen (2.1, 3.1, 4.1; 2.2, 3.2, 4.2) vorgesehen sind, von denen zwei Versteifungsstrukturen (2.1, 3.1; 2.2, 3.2) jeweils wenigstens einen Anschluss zum Fixieren eines Sitzes einer Führungsschiene (190) für einen Sitz und/oder eines Verbindungselementes (310–380) für einen Sitz oder eine Führungsschiene aufweisen, wobei zwischen den zwei Versteifungsstrukturen (2.1, 3.1; 2.2, 3.2) die wenigstens eine dritte Versteifungsstruktur (4.1; 4.2) vorzugsweise als Querverbindung angeordnet ist.
Bodenstruktur nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Versteifungsstruktur (2.1, 2.2, 3.1, 3.2) benachbart zu oder angrenzend an dem Mitteltunnel (6) oder einen seitlichen Anschlussabschnitt (7.1, 7.2) der Bodenstruktur (1), beispielsweise zum Anschließen an eine seitliche Schwellerstruktur (140.1, 140.2), angeordnet ist.
Bodenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Versteifungsstruktur (5.1, 5.2) einen Abschnitt eines Vorderrahmens für die Fahrzeugkarosserie (100) bildet oder als Verlängerung für den Vorderrahmen (210) der Fahrzeugkarosserie (100) dient.
Fahrzeugkarosserie (100) mit wenigstens einer Bodenstruktur (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der Fahrzeugaußenseite (12) der Bodenstruktur (1) wenigstens ein Querversteifungselement (230), insbesondere im Bereich wenigstens eines Sitzes oder eines Mitteltunnels (6), wenigstens ein Längsversteifungselement (240) und/oder wenigstens ein Tunnelrandprofil (220) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug mit einer Bodenstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, insbesondere mit einer Karosseriestruktur nach Anspruch 13 oder 14.