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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bodenstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Bodenblech und mehreren, in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandeten Querträgern.
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Hintergrund
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Im Kraftfahrzeug-Karosseriebau sind unterschiedliche Konzepte von Boden- bzw. Unterbodenstrukturen bekannt. Im Bereich der Fahrgastzelle sind zumeist zwei seitliche Längsträgeranordnungen vorgesehen, die über einzelne, in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Querträger miteinander verbunden sind. Ein aus diesen Komponenten gebildeter Tragrahmen kann ferner mit einem Bodenblech versehen werden, welches den Zwischenraum zwischen den Längs- oder Querträgern weitgehend ausfüllt.
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Etwa mittig zwischen den Längsträgerstrukturen ist zumeist ein Mitteltunnel vorzusehen, der entweder einstückig in das Bodenblech integriert ist oder an welchen, insbesondere bei einem mehrteilig ausgebildeten Bodenblech, einzelne Bodenblechabschnitte angrenzen, die mit dem Mitteltunnel gesondert verbunden sind.
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So ist z. B. aus der
DE 60 2005 003 418 T2 ein Bodenblech bekannt, das durch Verbinden einer Vielzahl von Blechbauteilen hergestellt wird. Es weist einen vorderen Bodenabschnitt, einen daran angrenzenden Steilstufenabschnitt und einen hinteren Bodenabschnitt auf. Dabei ist der vordere Bodenabschnitt mit einem Tunnelbereich gebildet, der mit einem vorderen Ende mit dem Armaturenbrett und mit einem hinteren Ende mit dem Steilstufenabschnitt verbunden ist.
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Neuartige Antriebskonzepte für Kraftfahrzeuge, wie zum Beispiel Elektro- oder Hybridantriebe, erfordern die Mitnahme zusätzlicher Kraftfahrzeugbatterien oder Akkumulatoren im Fahrzeug. Dementsprechend ist für derartige Energiespeichervorrichtungen entsprechender Bauraum bereit zu stellen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bodenstruktur für eine Kraftfahrzeugkarosserie bereitzustellen, die einerseits eine einfache und kostengünstige Herstellung sowie Montage ermöglicht und die andererseits zu einer Verringerung des Fahrzeuggewichts beiträgt.
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Zudem soll die Bodenstruktur eine effektive Ausnutzung des im Boden- oder Unterbodenbereichs des Kraftfahrzeugs vorhandenen Bauraums, insbesondere die Unterbringung weiterer Funktionsteile und Fahrzeugkomponenten in platzsparender Art und Weise ermöglichen. Ferner soll die Bodenstruktur eine torsions- und verwindungssteife Tragstruktur, insbesondere für am Fahrzeugboden zu befestigenden Fahrzeugkomponenten bereitstellen.
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Diese Aufgabe wird mit einer Bodenstruktur gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1, ferner mit einer Kraftfahrzeugkarosserie nach Patentanspruch 12 sowie mit einem Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 13 gelöst, wobei einzelne vorteilhafte Ausgestaltungen jeweils Gegenstand abhängiger Patentansprüche sind.
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So ist vorliegend eine Bodenstruktur für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, die zwei, sich im Wesentlichen in Fahrzeugslängsrichtung erstreckende Längsträgeranordnungen aufweist, die über zumindest einen vorderen Querträger und einen, in Fahrzeugslängsrichtung hiervon beabstandeten hinteren Querträger miteinander verbunden sind. Die beiden Längsträgeranordnungen sind dabei in Fahrzeugquerrichtung zueinander beabstandet angeordnet und verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander.
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Oberhalb der Querträger, bevorzugt auch oberhalb der Längsträgeranordnungen ist ein Bodenblech angeordnet. Dieses ist mit einem, sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden oder oberhalb des Bodenblechs, folglich im Fahrzeuginnenraum angeordneten Verstärkungselement versehen. Das Verstärkungselement ist dabei mit zumindest einem vorderen Querträger und mit zumindest einem hinteren Querträger strukturell, das heißt in kraftübertragender Art und Weise, verbunden.
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Das Verstärkungselement erhöht die Verwindungs- bzw. Torsionssteifigkeit der Bodenstruktur und verbindet zumindest zwei in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandet angeordnete Querträger der Bodenstruktur. Das Verstärkungselement ist dabei vollständig im Innen- bzw. Trockenbereich der Kraftfahrzeugkarosserie angeordnet. Mit dem Verstärkungselement kann eine Untergliederung der von Längsträgeranordnungen und Querträger geschaffenen Rahmenstruktur gebildet werden, die etwa in einem Kollisionsfall auftretende Längs- oder Querkräfte besser aufnehmen bzw. in angrenzende Tragstrukturkomponenten ableiten kann.
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Die vorliegende Bodenstruktur ist insbesondere für vergleichsweise hoch sitzende Kraftfahrzeuge, wie zum Beispiel Sport Utility Vehicles (SUV) oder Multiple Purpose Vehicles (MPV) ausgelegt. Bei solchen Fahrzeugen, die an sich bereits ein hohes Maß an Bodenfreiheit mit sich bringen, kann das Bodenblech vollständig oberhalb sämtlicher Tragstrukturkomponenten, insbesondere oberhalb der Längsträgeranordnungen als auch oberhalb sämtlicher Querträger angeordnet sein. Dabei ist sogar denkbar, einen vorderen, im Fußraum der Frontpassagiere zu liegen kommenden Bodenblechbereich weitgehend mitteltunnelfrei auszubilden.
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Das hier genannte Verstärkungselement kann insoweit im Bereich einer herkömmlichen Mitteltunnelanordnung zu liegen kommen und dessen stabilisierende Wirkung auf die Bodenstruktur ersetzen bzw. sogar verbessern. Durch das vergleichsweise hoch angeordnete Bodenblech kann unterhalb des Bodenblechs liegender Bauraum, etwa zur Aufnahme eines Kraftstofftanks und/oder von Fahrzeugbatterien oder -Akkumulatoren Verwendung finden.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Verstärkungselement sowohl mit dem Bodenblech, als auch mit dem vorderen und mit dem hinteren Querträger unmittelbar verbunden ist. Der hintere Querträger kann hierbei zum Beispiel als Sitzquerträger ausgebildet sein und unterhalb der Frontsitze des Kraftfahrzeugs angeordnet sein.
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Durch die unmittelbare Verbindung des Verstärkungselements mit zumindest zwei Querträgern, als auch mit dem Bodenblech kann das Verstärkungselement die zumindest zwei in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandeten Querträger zur Übertragung mechanischer Lastpfade miteinander strukturell verbinden. Etwaige in den vorderen Querträger in Fahrzeuglängs- und/oder Fahrzeugsquerrichtung eingeleitete Kräfte können insoweit über das innenliegende Verstärkungselement in den hinteren Querträger abgeleitet werden.
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Das Vorsehen einer innenliegenden Verstärkungsstruktur in Form des Verstärkungselements ermöglicht es zudem, das darunterliegende Bodenblech vergleichsweise dünnwandig und somit gewichtsreduzierend als auch einteilig, zumindest in Fahrzeugquerrichtung durchgehend auszubilden. Indem das Verstärkungselement nicht nur mit den Querträgern, sondern auch mit dem Bodenblech verbunden ist, kann auch das Bodenblech durch das Verstärkungselement verstärkt und dementsprechend mechanisch stabilisiert werden.
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Dabei kann weiterhin vorgesehen werden, dass sich das Verstärkungselement in etwa mittig zwischen den beiden seitlichen Längsträgerstrukturen erstreckt. Durch die mittige Anordnung in Fahrzeugquerrichtung kann eine symmetrische Anordnung geschaffen werden, um etwaige von gegenüberliegenden Seiten in die Bodenstruktur eingeleiteten Kräfte in gleicher Art und Weise abfangen zu können.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, das Verstärkungselement zumindest bereichsweise hutprofilartig oder doppel-hutprofilartig auszubilden, sodass es in Einbausituation an der Bodenstruktur ein weitgehend geschlossenes Querschnittsprofil mit dem darunterliegenden Bodenblech bildet. Das Verstärkungselement weist von Vorteil einen nach unten, zum Bodenblech hin offen und hutprofilartig ausgebildeten Querschnitt auf. Mit Befestigung des Verstärkungselements am Bodenblech kann schließlich ein geschlossenes Querschnittsprofil im Bereich des Verstärkungselements gebildet werden.
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Hierfür weist das Verstärkungselement nach einer Weiterbildung eine zumindest nahezu umlaufende sowie nach außen ragende Flanschstruktur auf. Mit dieser kann das Verstärkungselement am Bodenblech und/oder an den Querträgern fest und unlösbar verbunden werden. Von Vorteil kommen hierfür stoffschlüssige Verbindungstechniken, insbesondere ein Verschweißen von Verstärkungselement und Bodenblech bzw. von Verstärkungselement und Querträger(n) infrage.
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Die Flanschstruktur kann auch je nach Formgebung des Verstärkungselements teilweise unterbrochen ausgebildet sein, um das Verstärkungselement auch im Bereich von Knickstellen des Bodenblechs an diesem möglichst durchgehend befestigen zu können. Neben dem Verschweißen kommen als Verbindungstechniken ferner auch Niet- sowie Klebeverbindungen als auch das Durchsetzfügen grundsätzlich infrage. Die Flanschstruktur bzw. der flanschartig abgestellte Rand des Verstärkungselements bewirkt zudem eine Versteifung des Verstärkungselements an sich.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich das Verstärkungselement, bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung (x), von einem Stirnwandquerträger bis zu einem in Fahrtrichtung dahinterliegenden Sitzquerträger. Der Sitzquerträger ist hierbei von Vorteil oberhalb der Längsträgeranordnungen befestigt und stellt einen gegenüber dem vorderen Fußraum erhöhten Bodenabschnitt bereit, an welchem die vorderen Fahrzeugsitze befestigbar sind.
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Des Weiteren kann vorgesehen werden, dass das Bodenblech und das Verstärkungselement nicht nur mit einem, sondern mit zwei, in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandet angeordneten vorderen Querträgern verbunden sind. Ein erster vorderer Querträger kann dabei zum Beispiel als Stirnwandquerträger ausgebildet sein, während ein zweiter, weiter hinten am Fahrzeug vorzusehender vorderer Bodenquerträger einem vorderen Fußraumabschnitt des Bodenblechs vorgelagert angeordnet ist. Beispielsweise kann der vordere Bodenquerträger in einem Übergangsbereich des Bodenblechs von einem hochgestellten oder schräg nach oben verlaufenden Stirnwandanbindungsbereich zu einem im Wesentlichen horizontal ausgebildeten vorderen Fußraumbereich des Bodenblechs angeordnet sein.
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In dem das Verstärkungselement als auch das Bodenblech mit zumindest drei in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandet angeordneten Querträgern jeweils gesondert befestigt sind, kann die Struktursteifigkeit und Verwindungssteifigkeit des Kraftfahrzeugs bzw. seiner Bodenstruktur weiter erhöht werden.
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Auch kann nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung das Verstärkungselement in einem zwischen dem vorderen und dem hinteren Querträger liegenden Abschnitt eine dem Bodenblech zugewandte und mit dem Bodenblech gesondert verbundene Mulde aufweisen. Sofern das Verstärkungselement in diesem Bereich nach Art eines Hutprofils ausgebildet ist, weist es im Bereich der mit dem Bodenblech gesondert verbundenen Mulde eine nach Art eines Doppelhutprofils ausgebildete Querschnittskontur auf.
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Wenn das Verstärkungselement in Fahrzeugquerrichtung (y) mit nach außen gerichteten randseitigen Befestigungsflanschabschnitten versehen ist, kann das Verstärkungselement, in Fahrzeugquerrichtung betrachtet, in einem durch die Mulde verlaufenden Querschnittsbereich dreifach, nämlich mit den beiden außenliegenden Flanschabschnitten als auch mit seinem Muldenbereich mit dem darunter liegenden Bodenblech verbunden sein. Auf diese Art und Weise kann die Struktursteifigkeit des Bodenblechs mit Hilfe des Verstärkungselements in vorteilhafter Weise erhöht werden. Ferner kann durch Verwendung des Verstärkungselements die Wandstärke des Bodenblechs insgesamt verringert und somit das Gewicht der Bodenstruktur gesenkt werden.
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Auch kann nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung das Bodenblech einteilig, ggf. auch mitteltunnelfrei ausgebildet sein. Es erstreckt sich dabei in Fahrzeugquerrichtung durchgehend von einer rechten Längsträgerstruktur zu einer linken Längsträgerstruktur. Auch kann im Bereich eines ansonsten vorzusehenden Mitteltunnels das Bodenblech weitgehend eben bzw. durchgehend ausgebildet sein.
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Abhängig von etwaigen, unterhalb des Bodenblechs verlaufenden Funktionsteilen oder Fahrzeugkomponenten, wie zum Beispiel einer Kardanwelle oder einer Abgasanlage, kann das Bodenblech etwa im Bereich des Verstärkungselements auch eine Wölbung aufweisen.
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In Fahrzeuglängsrichtung kann sich das bevorzugt einteilig ausgebildete Bodenblech von einem vorn liegenden Stirnwandquerträger zumindest bis zu einem Sitzquerträger, ggf. auch über einen erhöht ausgebildeten Sitzanbindungsbereich hinweg bis zu einem Fersenblech erstrecken. Im Übergangsbereich zum Sitzquerträger weist das Bodenblech einen schräg nach oben und hinten verlaufenden Übergangsbereich auf. Unterhalb dieses gegenüber dem vorderen Fußraum erhöht ausgebildeten Bodenblechabschnitts können weitere Funktionsteile des Kraftfahrzeugs, insbesondere ein Kraftstofftank bzw. auch Fahrzeugbatterien oder Akkumulatoren untergebracht werden.
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Es ist dabei ferner vorgesehen, dass sich das Bodenblech entgegen der Fahrtrichtung, also dem hinteren Bereich der Bodenstruktur zugewandt, zur Bildung eines hinteren Fußraums zumindest geringfügig, ggf. stufenartig absenkt. Der hintere, vom Bodenblech gebildete Fußraum kann dabei oberhalb des Niveaus des vorderen Fußraums liegen. Aufgrund der Anordnung oberhalb der Längsträger ist das gesamte Bodenblech ohnehin vergleichsweise hoch im Fahrzeug angeordnet. Eine Kardanwelle oder eine Abgasanlage können daher im Bereich einer weiter erhöht ausgebildeten Sitzanbindungsstruktur sowie im Bereich des hinteren Fußraums vollständig unterhalb des Bodenblechs verlaufen, sodass eine strukturelle Anpassung des Bodenblechs an die darunterliegenden Funktionsteile des Kraftfahrzeugs grundsätzlich nicht erforderlich ist.
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Das Bodenblech kann in diesem Bereich eine in Fahrzeugquerrichtung weitgehend eben ausgebildete, mitteltunnelfreie Struktur aufweisen. Der Sitzquerträger, der im Übergangsbereich des vorderen Fußraums zum erhöhten, die Sitzanbindungsstruktur bildenden Bodenabschnitt angeordnet ist, kann in etwa mittig zwischen den Längsträgeranordnungen eine etwa bogenartig ausgebildete Aussparung, etwa zur Aufnahme einer Abgasanlage oder einer Kardanwelle für den Allradantrieb des Kraftfahrzeuges aufweisen.
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Es erweist sich dabei als vorteilhaft, wenn das Verstärkungselement im Bereich dieser Aussparung an den hinteren Querträger angrenzt und durch seine Verbindung mit dem hinteren Querträger diesen im genannten Aussparungsbereich strukturell verstärkt. Eine durch die geometrische Anpassung des Sitzquerträgers erforderliche Aussparung und eine damit naturgemäß einhergehende Schwächung des Sitzquerträgers kann durch die unmittelbare Anbindung mit dem im Innenraum liegenden Verstärkungselement weitgehend kompensiert werden.
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Es ist ferner zu beachten, dass nach weiteren, nebengeordneten Aspekten neben der Bodenstruktur auch eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einer beschriebenen Bodenstruktur als auch ein dementsprechendes Kraftfahrzeug, insbesondere ein Sport Utility Vehicle oder ein Multiple Purpose Vehicle vorgesehen sind, die eine zuvor beschriebene und in den Ansprüchen definierte Bodenstruktur aufweisen.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten der Bodenstruktur werden in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen hierbei:
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1 eine insgesamt vier Querträger aufweisende Rahmenstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie in perspektivischer Darstellung,
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2 eine isolierte perspektivische Darstellung eines an der Rahmenstruktur gemäß 1 anordenbaren durchgehenden und einteilig ausgebildeten Bodenblechs,
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3 eine isolierte Darstellung eines oberhalb des Bodenblechs gemäß 2 anzuordnenden Verstärkungselements,
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4 die in 1 gezeigte Rahmenstruktur mit einem daran angeordneten Verstärkungselement,
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5 einen Querschnitt entlang A-A gemäß 4,
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6 eine vergrößerte Darstellung des linken Teils des in 5 gezeigten Querschnitts und
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7 einen Querschnitt entlang B-B gemäß 4.
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Detaillierte Beschreibung
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Die in den 1 bis 7 dargestellte Bodenstruktur 10 weist zwei seitliche, in Fahrzeugquerrichtung (y) voneinander beabstandete Längsträgeranordnungen auf. Vordere Längsträger 12, 14 gehen im Bereich eines die Längsträgeranordnungen verbindenden Stirnwandquerträgers 20 in nach hinten, der Fahrtrichtung entgegengesetzt verlaufende Vorderrahmenverlängerungen 16, 18 über.
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Diese, der Einfachheit halber als Längsträger bezeichnete U-profilartig ausgebildeten Tragstrukturkomponenten 16, 18 sind ferner mit einem vorderen Bodenquerträger 22 sowie weiter hinten mit einem ersten hinteren Querträger 24 und einem zweiten hinteren Querträger 26 verbunden. Insbesondere die beiden hinteren Querträger 24, 26 sind hierbei oberhalb der Längsträger 16, 18 angeordnet und dienen der Bildung eines erhöht gegenüber einem Fußraum 36 ausgebildeten Sitzanbindungsabschnitts 38 eines Bodenblechs 30, wie es in 2 isoliert gezeigt ist.
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Das sowohl in x- als auch in y-Richtung durchgehend ausgebildete Bodenblech 30 weist gemäß seiner Darstellung in 2 in Fahrzeuglängsrichtung (x) einzelne ineinander übergehende Teilbereiche, so zum Beispiel einen nach vorn und schräg nach oben ragenden Stirnwandabschnitt 34, einen vorderen Fußraumabschnitt 36, einen hieran angrenzenden, schräg nach hinten und oben verlaufenden Übergangsbereich 37 sowie einen hieran angrenzenden erhöhten Sitzanbindungsbereich 38 auf. Weiter nach hinten, der mit dem Pfeil in den Figuren gekennzeichneten Fahrtrichtung entgegengesetzt, geht das Bodenblech 30 stufenweise über einen Absatz 39 in einen hinteren Fußraumabschnitt 40 für die Fondspassagiere über. Es ist hierbei anzumerken, dass der hintere Fußraumabschnitt 40 auf einem höheren Niveau als der vordere Fußraumabschnitt 36 liegt.
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Das Höhenniveau des vorderen Fußraumabschnittes 36 ist hierbei mit gestrichelter Linie 36' im Vergleich in 2 angedeutet. Zwischen dem nach vorn an den Stirnwandquerträger 20 angrenzenden Stirnwandabschnitt 34 und dem erhöht ausgebildeten Sitzanbindungsabschnitt 38 erstreckt sich in etwa mittig zwischen den Längsträgern 16, 18 ein innenliegendes, in 3 isoliert dargestelltes Verstärkungselement 32.
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Dieses, an eine Mitteltunnelstruktur erinnerende Verstärkungselement 32 ist jedoch im Unterschied zu einem herkömmlichen Mitteltunnel nach unten hin vom in Fahrzeugquerrichtung (y) durchgehend ausgebildeten Fußraumabschnitt 36 des Bodenblechs 30 verschlossen. Das Verstärkungselement 32 bildet insoweit keinen Hohlraum zur Aufnahme von Funktionsteilen des Kraftfahrzeugs sondern dient ausschließlich bzw. überwiegend einer strukturellen Verstärkung des Bodenblechs 30.
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Durch die Lage des Bodenblechs 30 oberhalb sämtlicher Querträger 20, 22, 24, 26 sowie oberhalb der beiden Längsträger 16, 18 ist eine Mitteltunnelausbildung im vorderen Fußraumabschnitt 36 auch gar nicht, und wenn, dann nur in recht reduziertem Umfang, vorgesehen.
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Das in 3 isoliert dargestellte Verstärkungsbauteil 32 weist ein hut- bzw. doppelhutartiges Querschnittsprofil auf, wie dies zum Beispiel in 7 verdeutlicht wird. Zudem hat es eine umlaufende Flanschstruktur 46, 48, 50, wobei ein in Fahrtrichtung weisender Anbindungsflansch 46 in Montagesituation an der Kraftfahrzeugkarosserie unmittelbar überdeckend mit einem vorderen Anbindungsflansch 42 des Bodenblechs zu liegen kommt, sodass das Bodenblech 30 zusammen mit dem Verstärkungselement 32 in ein und derselben Verbindungsoperation, beispielsweise mittels Punktschweißen und unter Bildung der in 6 gezeigten Schweißpunkte 52 mit dem Stirnwandquerträger 20 verbunden werden kann.
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In ähnlicher Art und Weise kann auch ein nach hinten, entgegen der Fahrtrichtung überstehender Fortsatz 48 des Verstärkungselements 32 am erhöht ausgebildeten Sitzanbindungsabschnitt 38 des Bodenblechs 30 zur Anlage gelangen und dort mit dem Bodenblechabschnitt 38 als auch mit dem darunterliegenden in etwa L-förmig ausgebildeten Querträger 24 und einem daran vorgesehenen oberen und horizontal abgestellten Verbindungsflansch verschweißt werden.
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Entsprechend der Querschnittsdarstellungen der 5 und 6 kann in dem an den ersten hinteren Querträger 24 angrenzenden Anbindungsbereich sogar ein Doppelkammerprofil gebildet werden. Einerseits bildet das Bodenblech 30 mit einem schräg verlaufenden Übergangsabschnitt 37 bereits einen geschlossenen Hohlraum mit dem Querträger 24. Andererseits kommt das Verstärkungselement 32 mit seinem nach hinten ragenden Befestigungsfortsatz 48 nochmals überdeckend und unter Bildung eines weiteren, zwischen Übergangsbereich 37 und Muldenübergang 55 befindlichen Hohlraums zu liegen.
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Neben den in Fahrtrichtung nach vorn und nach hinten ragenden Befestigungsflanschabschnitten 46, 48 weist das Verstärkungselement 32 auch seitliche, weitgehend durchgängig ausgebildete und nach außen abstehende Flanschabschnitte 50 auf, mittels derer das Verstärkungselement 32 auch entlang seines Längsprofils mit dem darunterliegenden Fußraumabschnitt 36 und/oder mit dem Stirnwandabschnitt 34 des Bodenblechs 30 verbunden werden kann.
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Dementsprechend sind in 2 einzelne der Flanschstruktur 50 folgende Schweißpunkte 52 angedeutet. Es ist ferner vorgesehen, dass das Verstärkungselement 32 lediglich in seinen vorderen und hinteren Anschlussbereich an vordere Querträger 20, 22 und den hinteren Querträger 24 ein nach unten offen ausgebildetes Hutprofil aufweist. Im dazwischenliegenden Bereich, der sich im Wesentlichen über dem vorderen Fußraumabschnitt 36 des Bodenblechs 30 erstreckt, weist das Verstärkungselement 32 eine nach innen gewölbte Mulde 44 auf, deren Muldenboden 54 gesondert mit dem darunterliegenden Bodenblechabschnitt 36 in Fahrzeuglängsrichtung verbindbar ist.
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Im Muldenbereich 44 sind demgemäß in 6 einzelne Schweißpunkte 52 angedeutet. Eine hieraus resultierende dreifache Anbindung des Verstärkungselements 32 mit dem darunterliegenden Bodenblechabschnitt 36 ist zum Beispiel im Querschnitt B-B in 7 gezeigt.
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Nach vorn, der Fahrtrichtung zugewandt, geht die Mulde 44 über einen schräg verlaufenden Muldenübergang 53 in einen vorderen Profilabschnitt 47 über. Muldenübergang 53 und vorderer Profilabschnitt 47 des Verstärkungselements 32 bilden zusammen mit dem in diesem Bereich ebenfalls gekrümmt ausgebildeten Bodenblech 30 eine rautenartige Struktur, wie dies im in 5 und 6 gezeigten Querschnitt verdeutlich ist.
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In diesem Übergangsbereich ist ferner der vordere Bodenquerträger 22 vorgesehen, wobei das Verstärkungselement 32, das Bodenblech 30 und der Querträger 22 in Dreifach-Überlappungsbereichen miteinander verschweißt sind. Das Bodenblech 36 befindet sich hierbei zwischen dem vorderen Abschnitt 47, 49 des Verstärkungsbauteils 32 und dem darunterliegenden vorderen Bodenquerträger 22.
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Im Bereich, in welchem der vordere, im Wesentlichen parallel zum Bodenabschnitt 36 verlaufende Profilabschnitt 47 des Verstärkungselements 32 an den Stirnwandabschnitt 34 des Bodenblechs angrenzt, ist am Verstärkungselement 32 ein nach vorn und nach oben ragender Profilabschnitt 49 ausgebildet, an dessen vorderen Ende der Befestigungsflansch 46 vorgesehen ist.
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Mit dem vorderen Profilabschnitt 49 und dem darunterliegenden, nach oben abgestellten Befestigungsflansch 42 des Bodenblechs 30, kann ein weiteres Hohlkammerprofil zur Verbesserung der Struktursteifigkeit der Anbindung des Befestigungselements 32 an das Bodenblech 30 geschaffen werden.
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Ferner ist im Querschnitt entlang A-A gemäß 5 zu erkennen, dass das Bodenblech 30 auch mit dem zweiten hinteren Querträger 26 ein geschlossenes Hohlkammerprofil bildet. Der an den erhöht ausgebildeten Sitzanbindungsbereich 38 entgegen der Fahrtrichtung angrenzende Übergangsbereich 39 verschließt den in etwa L-förmig ausgebildeten Querträger 26 im Übergang an einen hinteren Fußraumabschnitt 40. Ferner ist in 5 zu erkennen, dass das sowohl in Fahrzeuglängsrichtung (x) als auch in Fahrzeugquerrichtung (y) durchgehend und einteilig ausgebildete Bodenblech 30 bis an ein Fersenblech 41 angrenzt.
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In der Querschnittsdarstellung gemäß 7 ist schließlich eine doppelhut-artige Querschnittskontur des Verstärkungselements 32 in dessen Muldenbereich 44 gezeigt. Der vordere und hintere Profilabschnitt 47, 48 des Verstärkungselements 32 liegen dabei in der Ebene der in 7 etwa höckerartig angedeuteten randseitigen Prägungen 60, 62. Im innenliegenden Muldenbereich sind die beiden Profilabschnitte 60, 62 über den im Wesentlichen eben ausgebildeten oder in seiner Kontur dem darunter liegenden Bodenblech 30 angepassten Muldenboden 54 verbunden.
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Nach außen gehen die Randprofilabschnitte 60, 62 über eine seitliche Wange 56 jeweils in nach außen ragende Befestigungsflanschabschnitte 50 über. Deren Ausrichtung und Randkontur folgt der Formgebung des darunter angeordneten Fußraumabschnitts 36 des Bodenblechs 30. Wie in 7 angedeutet, kann das Bodenblech 30 in diesen Fußraumbereich 36 zumindest eine geringfügig, nach innen bzw. nach oben gerichtete Wölbung oder Prägung 58 aufweisen, um zum Beispiel ausreichend Bauraum für eine Kardanwelle 64 oder für eine Abgasanlage 66 bereitzustellen.
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Ferner ist in den 1 und 4 eine in etwa mittig an der Unterseite des Sitzquerträgers 24 ausgebildete Aussparung 28 gezeigt. Diese weist eine etwa der Kontur der Wölbung 58 des Bodenblechs 30 entsprechende Formgebung auf. Wegen der zwangsläufig unterhalb der Bodenstruktur 10 unterzubringenden Kardanwelle 64 oder Abgasanlage 60 ist eine derartige Aussparung 28 auch am Sitzquerträger 24 vorzusehen. Die damit einhergehende strukturelle Schwächung des Sitzquerträgers 24 kann jedoch durch die Anbindung und die überlappende Anordnung mit dem Bodenblech 30 sowie mit dem an den Bereich der Aussparung 28 des Sitzquerträger 24 angrenzenden Verstärkungselement 32 kompensiert, ggf. auch weiter verstärkt werden.
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Die gezeigte Bodenstruktur ist insbesondere für Fahrzeuge mit einer vergleichsweise hohen Bodenfreiheit, insbesondere für Sport Utility Vechicles oder für Multiple Purpose Vehicles vorgesehen. Durch die Anordnung des Bodenblechs oberhalb der Längsträger sowie durch Ausbildung eines gegenüber einem vorderen Fußraum erhöht ausgebildeten Sitzanbindungsbereich 38 kann das flächenüberspannende Bodenblech 30 einteilig ausgebildet werden, sodass es sich von einem vorderen Stirnwandquerträger 20 bis zu einem Fersenblech 41 als auch von einem linken Längsträger 18 und einer dementsprechenden Schwellerstruktur bis zu einem rechten Längsträger 16 oder einer dementsprechenden Schwellerstruktur durchgehend erstrecken kann.
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Die Anhebung des Bodenblechs 30 ermöglicht eine Unterbringung von Funktionsbauteilen, wie etwa einem Kraftstofftank oder von Fahrzeugbatterien im Außenbereich des Kraftfahrzeugs unterhalb der Vordersitze.
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Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausgestaltung der Erfindung zu welcher weitere zahlreiche Varianten denkbar und im Rahmen der Erfindung sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Erfindung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine mögliche Implementierung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Patentansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Bodenstruktur
- 12
- Längsträger
- 14
- Längsträger
- 16
- Längsträgerverlängerung
- 18
- Längsträgerverlängerung
- 20
- Stirnwandquerträger
- 22
- Querträger
- 24
- Sitzquerträger
- 26
- Querträger
- 28
- Aussparung
- 30
- Bodenblech
- 32
- Verstärkungselement
- 34
- Stirnwandabschnitt
- 36
- Fußraumabschnitt
- 37
- Übergangsbereich
- 38
- Sitzanbindungsabschnitt
- 39
- Übergangsabschnitt
- 40
- Hinterer Fußraumabschnitt
- 41
- Fersenblech
- 42
- Befestigungsflansch
- 44
- Mulde
- 46
- Befestigungsflansch
- 47
- Vorderer Profilabschnitt
- 48
- Befestigungsflansch
- 49
- Profilabschnitt
- 50
- Befestigungsflansch
- 52
- Schweißpunkt
- 53
- Muldenübergang
- 54
- Muldenboden
- 55
- Muldenübergang
- 56
- Wange
- 58
- Bodenwölbung
- 60
- Muldenrand
- 62
- Muldenrand
- 64
- Kardanwelle
- 66
- Abgasanlage
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 602005003418 T2 [0004]
