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Die Erfindung betrifft eine Heckstruktur einer Karosserie für einen Kraftwagen gemäß Anspruch 1.
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Aus dem Serienbau von Kraftwagen sind Heckstrukturen von Karosserien für die Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, bekannt, welche weiteres Potential aufweisen, ihr Gewicht zu reduzieren.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Heckstruktur einer Karosserie für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, bereitzustellen, welche ein reduziertes Gewicht aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Heckstruktur einer Karosserie für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angeben.
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Eine erfindungsgemäße Heckstruktur einer Karosserie für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen, umfasst zwei in Fahrzeugquerrichtung wenigstens bereichsweise einander gegenüber angeordnete und als Aluminium-Gussbauteile ausgebildete Längsträger, welche über wenigstens zwei in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandet angeordnete und als Aluminium-Strangpressprofile ausgebildete Querträger miteinander verbunden sind. Dabei ist zumindest bereichsweise zwischen den Querträgern wenigstens ein als Aluminiumblech ausgebildetes Bodenteil angeordnet, welches beispielsweise bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung einerseits mit einem der Längsträger und andererseits mit dem anderen der Längsträger und bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung einerseits mit einem der Querträger und andererseits mit dem anderen der Querträger verbunden ist.
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Die Längsträger sind bevorzugt als Aluminium-Kokillen-Gussbauteile ausgebildet. Bei der erfindungsgemäßen Heckstruktur ist somit eine strukturoptimierte Auslegung der Bauteile dargestellt, welche mit zumindest im Wesentlichen optimaler Fügetechnik miteinander verbunden sind. Dadurch weist die erfindungsgemäße Heckstruktur ein reduziertes Gewicht sowie besonders geringe Kosten auf bei gleichzeitiger Realisierung eines besonders vorteilhaften Unfallverhaltens. Die erfindungsgemäße Heckstruktur weist auch eine besonders hohe Steifigkeit auf, was dem Unfallverhalten weiterhin zuträglich ist. Darüber hinaus ist insbesondere bei einem so genannten Pfahlaufprall ein vorteilhafter Lastpfad realisiert, über welchen Aufprallenergien besonders vorteilhaft geleitet werden können, sodass durch die erfindungsgemäße Heckstruktur insbesondere für Insassen des Kraftwagens eine besonders hohe Sicherheit bereitgestellt ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Heckstruktur eine durch zumindest zwei Muldenteile gebildete Mulde auf, wobei eines der Muldenteile als Aluminium-Gussbauteil, insbesondere als Aluminium-Druckgussbauteil, und das andere der Muldenteile als Aluminium-Blech ausgebildet ist. Dies stellt eine struktur- sowie gewichts- und kostenoptimierte Auslegung der entsprechenden Bauteile dar, wodurch das Gewicht und die Kosten der erfindungsgemäßen Heckstruktur gering gehalten werden können bei gleichzeitiger Realisierung einer hohen Steifigkeit. Die hohe Steifigkeit der erfindungsgemäßen Heckstruktur kommt auch einem sehr guten Fachverhalten des Kraftwagens zugute.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
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1 eine schematische und perspektivische Explosionsansicht einer Heckstruktur einer Karosserie für einen Personenkraftwagen, mit zwei in Fahrzeugquerrichtung einander gegenüber angeordneten und als Aluminium-Kokillen-Gussbauteile ausgebildeten Längsträgern, welche über in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandet angeordnete und als Aluminium-Strangpressprofile ausgebildete Querträger miteinander verbunden sind, wobei in Fahrzeuglängsrichtung zwischen den Querträgern als Aluminiumblech ausgebildete Bodenteile angeordnet sind und wobei die Heckstruktur Aluminium-Druckgussbauteile umfasst;
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2 eine schematische Rückansicht der Heckstruktur gemäß 1;
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3 eine schematische Vorderansicht der Heckstruktur gemäß den 1 und 2;
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4 eine schematische Seitenansicht der Heckstruktur gemäß den 1 bis 3;
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5 eine schematische Draufsicht der Heckstruktur gemäß den 1 bis 4;
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6 eine schematische Unteransicht der Heckstruktur gemäß den 1 bis 5;
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7 eine schematische Perspektivansicht der Heckstruktur gemäß den 1 bis 6;
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8 eine schematische Seitenansicht der Heckstruktur gemäß den 1 bis 7 mit zwei als Aluminium-Druckgussbauteile ausgebildeten Seitenteilen;
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9 eine schematische Perspektivansicht der Heckstruktur gemäß 8;
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10 eine schematische Perspektivansicht der Karosserie des Personenkraftwagens mit der Heckstruktur gemäß den 8 und 9;
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11 Ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der Karosserie gemäß 10 und
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12 Ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der Karosserie gemäß den 10 und 11.
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Die 1 bis 12 zeigen eine Heckstruktur 10 einer Karosserie 12 für einen Personenkraftwagen, mit zwei in Fahrzeugquerrichtung gemäß einem Richtungspfeil 14 gegenüber angeordneten und als Aluminium-Kokillen-Gussbauteile ausgebildeten seitlichen Längsträger 16. Die Längsträger 16 weisen jeweils einen Dom auf, an welchem eine Feder und/oder Dämpfer-Einrichtung einer Hinterachse des Personenkraftwagens abzustützen ist.
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Die Längsträger 16 sind über als Aluminium-Strangpressprofile ausgebildete Querträger 18, 20 und 22 verbunden, wobei die Querträger 18, 20 und 22 in Fahrzeuglängsrichtung gemäß einem Richtungspfeil 24 voneinander beabstandet angeordnet sind. Die Querträger 18 und 20 sind bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung gemäß dem Richtungspfeil 14 einerseits mit einem der Längsträger 16 und andererseits mit dem anderen der Längsträger 16 verbunden. Die Querträger 22 sind bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung gemäß dem Richtungspfeil 14 einerseits mit einem der Längsträger 16 verbunden, während sie andererseits mit einem als Aluminium-Druckgussbauteil ausgebildeten Tunnelteil 26 der Heckstruktur 10 verbunden sind.
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Durch das Tunnelteil 26 ist ein Tunnel 28 gebildet, in welchem beispielsweise ein Getriebe des Personenkraftwagens zumindest bereichsweise und/oder eine Antriebswelle zumindest bereichsweise aufnehmbar ist. Handelt es sich bei dem Personenkraftwagen beispielsweise um einen Personenkraftwagen mit einem Frontmotor und mit Heckantrieb, so dient der Tunnel 28 beispielsweise dazu, die Antriebswelle, welche beispielsweise als Kardanwelle ausgebildet ist, in Fahrzeuglängsrichtung gemäß dem Richtungspfeil 24 von dem frontseitigen Frontmotor zu heckseitigen Rädern zu führen, um diese Räder anzutreiben.
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In Fahrzeuglängsrichtung zwischen den Querträgern 18 und 20 ist ein Bodenteil 30 der Heckstruktur 10 angeordnet, welches als Aluminium-Blech ausgebildet ist. Ebenso ist in Fahrzeuglängsrichtung zwischen den Querträgern 20 und 22 bereichsweise einerseits ein als Aluminium-Blech ausgebildetes Bodenteil 32 und andererseits ein als Aluminium-Blech ausgebildetes Bodenteil 34 angeordnet. Die Bodenteile 32 und 34 sind dabei in Fahrzeugquerrichtung gemäß dem Richtungspfeil 14 voneinander beabstandet angeordnet und durch das Tunnelteil 26 voneinander beabstandet. Die Bodenteile 32 und 34 erstrecken sich dabei ebenso bereichsweise in Fahrzeughochrichtung gemäß einem Richtungspfeil 36 unterhalb der Querträger 22. Die Bodenteile 32 und 34 sind einerseits mit dem Querträger 20 verbunden und können andererseits auch mit den Querträgern 22 verbunden sein. Dementsprechend ist das Bodenteil 30 einerseits mit dem Querträger 18 und andererseits mit dem Querträger 20 verbunden.
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Die Heckstruktur 10 umfasst ferner ein als Aluminium-Druckgussbauteil ausgebildetes Muldenteil 38, welches sich in Fahrzeuglängsrichtung heckseitig an den Querträger 18 anschließt und in Fahrzeugquerrichtung bereichsweise zwischen den Längsträgern 16 angeordnet ist. An das Muldenteil 38 schließt sich in Fahrzeuglängsrichtung ein weiteres Muldenteil 40 an, welches als Aluminium-Blech ausgebildet ist. In Fahrzeuglängsrichtung schließt sich an die Längsträger 16 heckseitig jeweils ein Längsträger 42 an, welcher als Aluminium-Strangpressprofil ausgebildet ist. Dabei ist das Muldenteil 38 in Fahrzeugquerrichtung beiderseits mit den jeweiligen Längsträgern 42 und in Fahrzeuglängsrichtung einerseits mit dem Querträger 18 und andererseits mit dem Muldenteil 40 verbunden. Das Muldenteil 40 ist dementsprechend einerseits mit dem Muldenteil 38 und in Fahrzeugquerrichtung mit den jeweiligen Längsträgern 42 verbunden.
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In Fahrzeuglängsrichtung schließt sich heckseitig an das Muldenteil 40 ein weiterer als Aluminium-Strangpressprofil ausgebildeter Querträger 44 an, welcher in Fahrzeuglängsrichtung mit dem Muldenteil 40 und in Fahrzeugquerrichtung mit weiteren als Aluminium-Druckgussbauteile ausgebildeten Eckträgern 46 verbunden ist, wobei die Eckträger 46 in Fahrzeuglängsrichtung auch mit den jeweiligen Längsträgern 42 verbunden sind.
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Durch die Muldenteile 38 und 40 ist eine Mulde 48 der Heckstruktur 10 gebildet, in welcher beispielsweise ein Reserverad und/oder Werkzeug und/oder anderweitige Gegenstände für den Personenkraftwagen verstaut werden können.
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Bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung gemäß dem Richtungspfeil 14 sind die Längsträger 16 jeweils mit einem außenseitig angeordneten Radhausteil 50 verbunden, wobei die Radhausteile 50 jeweils als Aluminium-Blech ausgebildet sind und jeweils ein Radhaus zumindest bereichsweise begrenzen, in welchem jeweils ein heckseitiges Rad des Personenkraftwagens bereichsweise aufzunehmen ist.
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Wie insbesondere der 1 zu entnehmen ist, kann die Heckstruktur 10 eine als Aluminiumblech ausgebildete Konsole 52 und/oder ein Halteelement 54 umfassen, mittels welchem eine Batterie des Personenkraftwagens an der Karosserie 12 zu befestigen ist. Ferner kann die Heckstruktur 10 eine als Aluminiumblech ausgebildete Anschlagplatte 56 und/oder ein als Aluminiumblech ausgebildetes Rahmenteil 58 für die Batterie des Personenkraftwagens umfasst. Darüber hinaus kann eine als Aluminiumblech ausgebildete Konsole 60 für das Reserverad und/oder ein Halteelement 62 für eine Bremsleitung des Personenkraftwagens vorgesehen sein. Darüber hinaus ist es möglich, dass die Heckstruktur 10 Zwischenlagen 64 umfasst.
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Wie insbesondere den 8 und 9 zu entnehmen ist, kann die Heckstruktur 10 zwei seitliche, in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandet angeordnete und als Aluminium-Druckgussbauteile ausgebildete Seitenteile 65 umfassen, welche sich jeweils in Fahrzeugquerrichtung an die Längsträger 16 außenseitig anschließen und mit diesen verbunden sind.
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In Zusammenschau mit der 10 wird deutlich, dass eine Seitenwand der Karosserie 12 direkt an die als Aluminium-Kokillen-Gussbauteile ausgebildeten Längsträger 16 in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) angeschraubt werden kann. Dabei ist die Vermittlung eines Adapterteils nicht vorgesehen.
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Das Bodenteil 30 kann beispielsweise mit dem Querträger 18 und/oder mit dem Querträger 20 und/oder mit den Längsträgern 16 verklebt und/oder verschweißt und/oder verschraubt, insbesondere mittels Fließformschrauben verschraubt, sein. Ebenso ist es möglich, das Bodenteil 32 und/oder das Bodenteil 34 mit dem Querträger 20 und/oder mit dem Querträger 22 und/oder mit dem Tunnelteil 26 und/oder mit dem Längsträger 16 zu verschweißen und/oder zu verkleben und/oder zu verschrauben, insbesondere mittels Fließformschrauben zu verschrauben. Dementsprechend können auch die Verbindungen der Längsträger 16 mit den Querträgern 18 und/oder 20 und/oder 22 und/oder mit den Radhausteilen 50 und/oder mit den Längsträgern 42 und/oder mit dem Muldenteil 38 als Schweißverbindung und/oder Klebverbindung und/oder Schraubverbindung, insbesondere mittels Fließformschrauben, ausgebildet sein. Entsprechendes gilt auch für die Verbindung der Längsträger 42 mit den Eckträgern 46 und/oder mit dem Muldenteil 40 und/oder mit dem Muldenteil 38 sowie für die Verbindung der Eckträger 46 mit dem Querträger 44 und/oder für die Verbindung des Querträgers 44 mit dem Muldenteil 40. Eine Möglichkeit, die entsprechenden Bauteile miteinander zu verschweißen, stellt beispielsweise das Reibrührschweißen dar.
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Die 11 zeigt, dass der Querträger 22 in Fahrzeugquerrichtung gemäß dem Richtungspfeil 14 mit dem Längsträger 16 verbunden ist. Bezogen auf die Fahrzeughochrichtung gemäß dem Richtungspfeil 36 von unten gemäß einem Richtungspfeil 70 erfolgt diese Verbindung mittels Fließformschrauben und mittels Verkleben mit einem Klebstoff, während diese Verbindung von oben gemäß einem Richtungspfeil 72 lediglich mittels einer Klebverbindung mit einem Klebstoff erfolgt. Außenseitig ist der Längsträger 16 mit einem Seitenschweller 68 der Karosserie 12 verbunden, wobei der Seitenschweller 68 und der Längsträger 16 in einem unteren Bereich 74 verschweißt sind. In einem mittleren Bereich 76 sind der Längsträger 16 und der Seitenschweller 68 miteinander verklebt und verschraubt. Zur Verbindung des Querträgers 22 mit dem Längsträger 16 ist der Querträger 22 bereichsweise in eine korrespondierende Aufnahme des Längsträgers 16 eingesteckt und in Umfangsrichtung dieser Aufnahme verschweißt. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die 11 einen bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung gemäß dem Richtungspfeil 14 und bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung gemäß einem Richtungspfeil 78 linksseitigen Seitenschweller 68 sowie den linksseitigen Längsträger 16 und den linksseitigen Querträger 22 zeigt. Das bezüglich der 11 Geschilderte lässt sich analog auf einen rechtseitigen Seitenschweller sowie den rechtseitigen Längsträger 16 und den rechtseitigen Querträger 22 übertragen.
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In der 11 ist auch eine B-Säule 66 der Karosserie 12 dargestellt, wobei die B-Säule und der Längsträger 16 von außen miteinander verschweißt sind. In Fahrzeughochrichtung oberhalb des Längsträgers 16 und oberhalb des Querträgers 22 wird eine Abstützung auf den Längsträger 16 und den Querträger 22 an die B-Säule 66 angeschweißt.
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Der 11 besonders gut zu entnehmen ist ein Kraftpfad bei einem so genannten Pfahlaufprall der Karosserie 12, bei dem die Last von außen gemäß einem Richtungspfeil 83 über den Seitenschweller 68, den Längsträger 16 und den Querträger 22 in die Mitte geleitet wird.
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Wie der 11 weiterhin zu entnehmen ist, ist ein weiteres Bodenteil 82 vorgesehen, welches mit dem Längsträger 16, mit dem Bodenteil 34 sowie mit dem Querträger 22 verbunden ist und wodurch eine Sandwichstruktur einer Bodengruppe 84 der Karosserie 12 dargestellt ist.
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Die 12 zeigt eine weitere Schnittansicht der Heckstruktur 10 der Karosserie 12 mit dem Längsträger 16, dem Muldenteil 38, dem Radhausteil 50, einem sich in Fahrzeugquerrichtung außenseitig an das Radhausteil 50 anschließenden Radhausteil 86 und einem hinteren Kotflügelteil 88.
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Die Heckstruktur 10 der Karosserie 12 weist eine strukturoptimierte Auslegung der Bauteile auf, welche mit zumindest nahezu optimaler Fügetechnik miteinander verbunden sind, wodurch die Heckstruktur 10 ein niedriges Gewicht sowie geringe Kosten und eine hohe Steifigkeit aufweist.
