DE102012006528A1

DE102012006528A1 - Bodenstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie

Info

Publication number: DE102012006528A1
Application number: DE102012006528A
Authority: DE
Inventors: Karsten BOHLE; Udo Mildner
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-10-02
Also published as: CN103359184A; US20130257103A1; GB201304381D0; GB2501374A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bodenstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Bodenblech (10) und mit einer unterhalb des Bodenblechs (10) vorgesehenen Trägerstruktur (16), welche zwei in Fahrzeugquerrichtung (y) voneinander beabstandete Längsstrukturen (18, 20) aufweist, die über zumindest eine sich in Fahrzeugquerrichtung (y) erstreckende Querträgerstruktur (22) miteinander verbunden sind, wobei in einem Zwischenraum (101) zwischen dem Bodenblech (10) und der Querträgerstruktur (22) zumindest ein Verstärkungselement (100, 102) aus Kunststoff angeordnet ist

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft die Bodenstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Bodenblech und einer unterhalb des Bodenblechs vorgesehenen Trägerstruktur, welche insbesondere als Sitzträgerstruktur zur Befestigung von Fahrzeugsitzen ausgebildet ist.
Hintergrund
Im Kraftfahrzeug-Karosseriebau existieren verschiedene Konzepte zur Umsetzung einer, insbesondere im Bereich einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs vorzusehenden Bodenstruktur. Bekannte Bodenstrukturen weisen typischerweise einen sich nahezu über die gesamte Länge der Fahrgastzelle erstreckenden und mittig über die Bodenstruktur verlaufenden Mitteltunnel sowie gesondert für eine Befestigung von Fahrzeugsitzen vorgesehene, an der Oberseite eines Bodenblechs angeordnete Sitzquerträger auf. Das eigentliche Bodenblech ist hierbei zumeist mehrteilig ausgebildet und grenzt typischerweise mit einzelnen Bodenblechsegmenten etwa seitlich an den Mitteltunnel an.
Auch ist z. B. aus der DE 10 2006 001 348 A1 ein Querträger für ein Kraftfahrzeug mit einer Haltevorrichtung bekannt, wobei an einem Querträger-Basisteil mindestens ein aus einem anderen Material bestehender Halter angebracht ist. Dieser dient der Anbringung von Elementen am Querträger-Basisteil. Das Querträger-Basisteil kann ferner einen Hohlraum zum Durchführen eines Mediums aufweisen, wobei in dem Hohlraum ein Luftkanal eingeführt sein kann.
Die Anordnung eines Luftkanals in einem etwa unterhalb eines Bodenblechs vorzusehenden Quer- oder Längsträger, etwa zur Versorgung der hinteren Fahrzeugsitze mit Frischluft oder mit klimatisierter Luft bedingt jedoch, dass entsprechende Luftführungen einer Heizungs- und/oder Klimaanlage im vorderen Fußraum des Fahrzeugs etwa vom Mitteltunnel nach außen zu einer Schwellerstruktur vorzusehen sind. Ein derartiger Luftführungsverlauf erfordert jedoch ein Absenken des Bodenniveaus, damit eine sichere und ausreichende Zugänglichkeit zu den Pedalen im Fußraum gewährleistet werden kann.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hinsichtlich ihrer Biege- und Struktursteifigkeit verbesserte Bodenstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie bereitzustellen. Diese soll möglichst mit einer Gewichts- und/oder Bauteilreduzierung einhergehen und ferner eine einfache und kostengünstige Fertigung ermöglichen. Die Bodenstruktur soll zudem zur Erhöhung etwaiger Schwingungs-Eigenfrequenzen der Kraftfahrzeugkarosserie beitragen und im Betrieb des Fahrzeugs auftretenden Resonanz- und Vibrationseffekten dämpfend entgegenwirken. Ferner ist es Zielsetzung, eine verbesserte sowie flexibel an vorhandenen Bauraum anpassbare Luftführung, insbesondere für die hinteren Fahrzeugsitze bereitzustellen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen
Diese Aufgabe wird mit einer Bodenstruktur gemäß Patentanspruch 1 sowie mit einem Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 15 gelöst, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen Gegenstand abhängiger Patentansprüche sind.
Die demgemäß vorgesehene Bodenstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie weist ein Bodenblech sowie eine unterhalb des Bodenblechs vorgesehene Trägerstruktur auf. Die Trägerstruktur weist dabei typischerweise zwei in Fahrzeugquerrichtung (y) voneinander beabstandete Längsstrukturen auf, die über zumindest eine sich in Fahrzeugquerrichtung (y) erstreckende Querträgerstruktur miteinander verbunden sind. Die Querträgerstruktur erstreckt sich hierbei unterhalb des Bodenblechs. Da auch das Bodenblech bevorzugt seitlich an der Längsstruktur angrenzend oder oberhalb derer zu liegen kommt, entsteht zwischen der Querträgerstruktur und dem Bodenblech ein Zwischenraum. In diesem Zwischenraum zwischen Bodenblech und Querträgerstruktur ist zumindest ein Verstärkungselement aus Kunststoff angeordnet, welches eine zusätzliche strukturelle Verstärkung und Versteifung des Bodenblechs und der Querträgerstruktur, mithin der gesamten Bodenstruktur bereitstellen kann.
Die Verwendung eines aus Kunststoff gefertigten oder Kunststoff aufweisenden Verstärkungselements kann zur Verringerung des Fahrzeuggewichts beitragen. Indem das Kunststoff-Verstärkungselement eine lasttragende oder lastübertragende Funktion bereitstellt, können übrige, aus Metallblech gefertigte Karosserie- oder Bodenstrukturkomponenten gegebenenfalls dünnwandiger und somit gewichtseinsparend ausgebildet werden. Die Gewichtseinsparung auf Seiten der Metallkomponenten ist hierbei von Vorteil größer als das durch das Verstärkungselement bedingte Zusatzgewicht. Das Verstärkungselement ist bevorzugt als Spritzgussbauteil ausgebildet und kann nahezu beliebig an vorgegebene Einbaumaße, die im Zwischenraum zwischen Bodenblech und Querträgerstruktur vorgegeben sind, angepasst werden.
Das Verstärkungselement weist typischerweise einen thermoplastischen Kunststoff, wie etwa Polypropylen (PP) und/oder Polyamid (PA) auf, die gegebenenfalls zumindest abschnittsweise mit einer Faserverstärkung versehen sein können. Es ist generell auch denkbar, dass das Verstärkungselement hochfeste Kunststoffe oder Fasern aufweist. So kann das Verstärkungselement auch vollständig oder auch nur bereichsweise z. B. aus Kohlefasern oder Karbon gefertigt sein oder entsprechende Kohlefaser- oder Karbonkomponenten aufweisen.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Verstärkungselement mit dem Bodenblech verbunden. Es ist hierbei eine möglichst großflächige Verbindung vorgesehen, sodass das Verstärkungselement nach Möglichkeit das gesamte Bodenblech, zumindest aber einzelne Flächenabschnitte hiervon strukturell verstärken und versteifen kann.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Verstärkungselement mit der unterhalb des Bodenblechs vorgesehenen Querträgerstruktur verbunden. Auch hierbei ist eine möglichst großflächige, nach Möglichkeit über die gesamte Fläche der Querträgerstruktur erstreckende Verbindung von Querträgerstruktur und Verstärkungselement vorgesehen.
Von Vorteil ist das Verstärkungselement mit beiden den Zwischenraum bildenden Bodenstrukturkomponenten, nämlich dem Bodenblech und der darunterliegenden Querträgerstruktur strukturell verbunden, sodass das Verstärkungselement sowohl das Bodenblech als auch die Querträgerstruktur jeweils für sich genommen als auch deren Verbindung untereinander strukturell verstärken und versteifen kann. Hieraus folgt, dass einzelne, etwa in Fahrzeughochrichtung (z) übereinanderliegende bzw. bereichsweise überlappend angeordnete Flächenabschnitte von Bodenblech und Querträgerstruktur mittels dem dazwischen angeordneten Verstärkungselement unmittelbar miteinander verbunden und zueinander bzw. gegeneinander abgestützt werden können.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Verstärkungselement zumindest bereichsweise eine rippenartige Struktur mit mehreren Verstärkungsrippen auf. Die Verstärkungsrippen grenzen hierbei sowohl an das Bodenblech als auch an der Querträgerstruktur an. Es ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass die einzelnen Verstärkungsrippen entlang sämtlicher mit dem Bodenblech und/oder mit der Querträgerstruktur in Kontaktstellung gelangenden Verstärkungsrippen unmittelbar mit dem Bodenblech und/oder mit der Querträgerstruktur strukturell verbindbar bzw. verbunden sind.
Indem entlang sämtlicher, zumindest aber entlang einiger Verstärkungsrippen eine unmittelbare Verbindung von Bodenblech und/oder Querträgerstruktur mit den jeweiligen Verstärkungsrippen bereitgestellt wird, ergibt sich über das Verstärkungselement eine mehrfache strebenartige unmittelbare Verbindung zwischen dem Bodenblech und der darunterliegenden Querträgerstruktur.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weisen zumindest einige Verstärkungsrippen des Verstärkungselements an ihrem dem Bodenblech und/oder der Querträgerstruktur zugewandten Endabschnitten einen Abstützflansch auf. Der Abstützflansch erstreckt sich hierbei entsprechend der Ausrichtung und Formgebung des jeweils angrenzenden Flächenabschnitts des Bodenblechs und/oder der Querträgerstruktur. Über den Abstützflansch oder über mehrere, bevorzugt gegenüberliegend an den Verstärkungsrippen vorgesehene Abstützflanschabschnitte können in die Bodenstruktur eingeleitete mechanische Kräfte vom Bodenblech in die Verstärkungsrippen und schließlich in die darunterliegende Querträgerstruktur oder umgekehrt abgeleitet bzw. übertragen werden.
Von Vorteil sind mehrere, unterschiedlich ausgerichtete Verstärkungsrippen am Verstärkungselement vorgesehen. Diese können sich, bezogen auf die Fahrzeuggeometrie, z. B. in Fahrzeuglängsrichtung (x), in Fahrzeugquerrichtung (y) als auch quer hierzu erstrecken.
Die einzelnen Verstärkungsrippen können regelmäßig sowie äquidistant zueinander angeordnet sein. Sie können eine rechteckige oder quadratische Gitterstruktur als auch beliebige dreieckige- sowie hexagonale oder pentagonale Strukturen- und Flächengebilde aufweisen, die auf den jeweiligen Einbauort und die dort typischerweise vorherrschenden mechanischen Belastungen angepasst und hierauf entsprechend abgestimmt sind.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung sind zumindest einige der Verstärkungsrippen in Rippenlängsrichtung mit dem Bodenblech und/oder mit der Querträgerstruktur kraftschlüssig verbunden. Als kraftschlüssige Verbindungs- und Fügetechniken kommt hierbei insbesondere ein Verkleben der Verstärkungsrippen mit den angrenzenden Blechbauteilen, dem Bodenblech und/oder Querträgerstruktur in Frage. Auch können hier andere Fügetechniken, wie etwa ein Laser- oder Ultraschallschweißen vorgesehen werden, wobei insbesondere die mit den angrenzenden Metallkomponenten in Kontaktstellung gelangenden Abschnitte des aus Kunststoff gefertigten Verstärkungselements thermisch angeregt und zumindest bereichsweise aufgeschmolzen werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt die kraftschlüssige Verbindung des Verstärkungselements mit dem Bodenblech, der Querträgerstruktur und/oder mit der Längsstruktur mittels eines geeigneten thermisch aktivierbaren Klebstoffs. Der Klebstoff kann hierbei insbesondere an den, den angrenzenden Bodenstrukturkomponenten zugewandten Abstützflanschen der Verstärkungsrippen des Verstärkungselements vorgesehen werden.
Da die Bodenstruktur bzw. die gesamte Kraftfahrzeugkarosserie typischerweise einem Lackier- und anschließenden Trocknungsprozess mit entsprechender Wärmeeinwirkung unterzogen wird, kann insbesondere vorgesehen werden, dass der thermisch aktivierbare Klebstoff zum Beispiel erst im Trocknungsprozess im Anschluss an ein Lackieren der Karosserie thermisch aufgeheizt und dementsprechend aktiviert wird. Der thermisch aktivierbare Klebstoff dehnt sich insbesondere unter Wärmeeinwirkung aus, so dass bevorzugt entlang des gesamten, mit einem entsprechenden Klebstoff versehenen Abstützflanschs eine oder mehrere Verstärkungsrippen eine kraft- oder stoffschlüssige Verbindung mit dem daran angrenzenden Bodenblech bzw. mit der Querträgerstruktur bilden können.
Zu Vormontagezwecken kann das Verstärkungselement mittels einzelner Formschlusselemente, wie zum Beispiel mit Rastelementen oder Clipsen hinsichtlich seiner Position am Bodenblech, an der Querträgerstruktur und/oder an der Längsstruktur lagefixiert werden. Hierbei ist ferner denkbar, dass das Bodenblech, die Querträgerstruktur und/oder die Längsstruktur der Fahrzeugkarosserie einzelne oder mehrere Befestigungsstellen oder -elemente aufweisen, die mit entsprechenden hiermit korrespondierenden Befestigungsstellen oder -elementen des als Einleger ausgebildeten Verstärkungselements zu dessen Lage- und Positionsfixierung zusammenwirken. So kann am Verstärkungselement zum Beispiel ein nach oben ragender Fortsatz oder ein entsprechender Befestigungsdom ausgebildet sein, in oder auf welchen das Verstärkungselement ein- oder aufgesetzt werden kann.
Der thermisch aktivierbare Klebstoff ist von Vorteil bereits vorkonfektioniert an den dem Bodenblech, der Querträgerstruktur und/oder Längsstruktur zugewandten Endabschnitten entsprechender Verstärkungsrippen des Verstärkungselements angeordnet, so dass im Karosserierohbau ein entsprechend vorkonfektioniertes Verstärkungselement lediglich in einem hierfür vorgesehenen Bereich auf der Querträgerstruktur oder im Zwischenraum zwischen Bodenblech und Querträgerstruktur zu positionieren und in der vorgegebenen Lage zumindest bis zur Aktivierung des Klebstoffs lagefixiert werden muss.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Verstärkungselement zumindest einen luftführenden Kanal auf. Insoweit erfüllt das Verstärkungselement neben seiner strukturverstärkenden Wirkung eine weitere Funktion, indem es einen luftführenden Kanal für eine Luftführung, insbesondere für den Fahrzeugfond, etwa für die Sitze einer zweiten oder dritten Sitzreihe eines Kraftfahrzeugs bereitstellt.
Der luftführende Kanal kann hierbei unterhalb des Bodenblechs, insbesondere unterhalb eines Sitzanbindungsabschnitts des Bodenblechs verlaufen. Auf eine in einen Seitenschweller oder einen seitlichen Längsträger zu Implementierende Luftführung kann daher in vorteilhafter Weise verzichtet werden.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung weist der zumindest eine luftführende Kanal des Verstärkungselements einen im wesentlichen U- oder V-profilartigen Querschnitt auf, welcher von einem angrenzenden Abschnitt des Bodenblechs oder der Querträgerstruktur abdichtend verschlossen ist. Insoweit ist es von Vorteil, wenn das Verstärkungselement dem Kanalverlauf folgend unmittelbar angrenzend an eine Kanalwandung mit einem thermisch aktivierbaren Klebstoff versehen ist, so dass im Zuge der Aktivierung des Klebstoffs der luftführende Kanal gegenüber der den Kanal verschließenden Blechkomponente, so etwa gegenüber dem Bodenblech oder der Querträgerstruktur abgedichtet werden kann.
Der Kanal selbst kann hierbei in mehrere, etwa parallel verlaufende und verzweigende Teilkanäle unterteilt sein, wobei einzelne Zwischenwandungsabschnitte zwischen aneinander angrenzenden Kanälen ebenfalls im Übergang zu den Kanalabschnitten jeweils in Kanallängsrichtung mit den angrenzenden Bodenstrukturkomponenten, etwa dem Bodenblech und/oder der Querträgerstruktur strukturell verbunden sein können. Insoweit kann der Kanalabschnitt gleichermaßen zur Strukturverstärkung der Bodenstruktur, mithin der gesamten Kraftfahrzeugkarosserie beitragen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der zumindest eine Kanalabschnitt zumindest eine nach oben hin, dem Bodenblech zugewandte Lufteinlassöffnung und zumindest eine in Fahrzeuglängsrichtung (x) hiervon beabstandete Luftauslassöffnung auf. Die Luftauslassöffnung kann ebenfalls dem Bodenblech zugewandt und demgemäß nach oben weisend ausgebildet bzw. ausgerichtet sein. Die Lufteinlass- und/oder Luftauslassöffnungen der Kanalabschnitte sind dem Bodenblech zugewandt bevorzugt mit einer Abdichtung versehen, welche ähnlich, wie bereits zuvor beschrieben, vom thermisch aktivierbaren Klebstoff bereitgestellt werden kann.
Insoweit kann das Verstärkungselement um die dem Bodenblech zugewandte Lufteinlass- bzw. Luftauslassöffnung einen die jeweilige Öffnung umschließende, mittels thermisch aktivierbarem Klebstoff gebildete Dichtungsstruktur aufweisen. Alternativ können im Bereich der Luftein- und/oder Luftauslässe auch konventionelle Dichtungen, etwa in Form von Dichtringen vorgesehen werden. Zum Anschluss des Kanalabschnitts sind im Bodenblech entsprechende, mit der Lufteinlassöffnung bzw. mit der Luftauslassöffnung korrespondierende und hiermit fluchtend zu liegen kommende Durchgangsöffnungen vorgesehen. Über jene Durchgangsöffnungen kann der darunter liegende Kanalabschnitt mit weiteren luftführenden Komponenten strömungstechnisch verbunden werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die Lufteinlassöffnungen bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung (y) in etwa mittig zwischen den Längsstrukturen der Bodenstruktur vorgesehen. Die Luftauslassöffnungen sind jeweils bevorzugt seitlich nach außen versetzt angeordnet, so dass eine etwa fahrzeugmittig vorgesehene Luftzufuhr in Fahrzeugquerrichtung zu den jeweils außen liegenden hinteren Fahrzeugsitzen geleitet werden kann. Insoweit stellt der Kanalabschnitt auch eine Verteilung zugeführter Luft in Fahrzeugquerrichtung (y) bereit.
So kann das Verstärkungselement eine y-artige Verzweigung eines luftführenden Kanals bereitstellen. Ferner kann lufteinlassseitig zum Beispiel eine einzige Lufteinlassöffnung vorgesehen werden, die stromabwärts des Kanalabschnitts in mehrere Teilkanalabschnitte verzweigt, die sich zu den jeweils links und rechts außen liegenden und in Fahrzeuglängsrichtung (x) versetzt zur Lufteinlassöffnung vorgesehenen Luftauslassöffnungen erstrecken.
Neben einer verzweigenden Kanalstruktur ist aber auch denkbar, dass zumindest zwei Lufteinlassöffnungen vorgesehen sind, welche hermetisch voneinander getrennt jeweils zu einer oder zu mehreren Luftauslassöffnungen führen. Der jeweilige Kanalabschnitt kann hierbei zum Beispiel eine L- oder bogenförmige Geometrie in der von Fahrzeuglängsrichtung (x) und Fahrzeugquerrichtung (y) gebildeten Ebene aufweisen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung grenzen das Bodenblech und die Querstruktur bezogen auf die Fahrzeughochachse (z) voneinander beabstandet an die seitliche, im Wesentlich an die Fahrzeuglängsrichtung (x) erstreckende Längsstruktur an. Das dazwischen befindliche Verstärkungselement stützt sich hierbei mit einem seitlichen, in Fahrzeugquerrichtung (y) erstreckenden Fortsatz an der Längsstruktur ab. Wie bereits zuvor in Bezug auf die Verstärkungsrippen beschrieben, kann auch der seitliche Fortsatz an seinem freien Ende einen auf die Ausrichtung der angrenzenden Längsstruktur angepassten Flansch aufweisen, der gleichermaßen, etwa mittels eines thermisch aktivierbaren Klebstoffs entlang seiner gesamten Längserstreckung mit der Längsstruktur strukturell verbunden werden kann.
Es ist hierbei ferner denkbar, dass das Verstärkungselement zumindest einen luftführenden Kanalabschnitt aufweist, der zu einer seitlichen Öffnung des darüber angeordneten Bodenblechs führt, bzw. der zu seitlichen Öffnungen einer Seitenwange eines Sitzanbindungsabschnitts des Bodenblechs verläuft, um insbesondere eine Luftverteilung über die hier angrenzende B-Säule zu erreichen.
Hierdurch kann z. B. auch eine Luftverteilung in Fahrzeughochrichtung (z) zu den Fondpassagieren herbeigeführt werden. Der sich nach außen, etwa in Fahrzeugquerrichtung (y) erstreckende luftführende Kanalabschnitt kann dabei insbesondere im seitlichen Fortsatz des Verstärkungselements verlaufen und/oder durch ein Zusammenwirken mit in Fahrzeughochrichtung angrenzenden Komponenten, etwa dem Bodenblech oder der Querträgerstruktur gebildet werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Bodenblech einen gegenüber einem vorderen Fußraumabschnitt erhöht ausgebildeten Sitzanbindungsabschnitt auf. Die Querträgerstruktur, welche unterhalb des Bodenblechs vorgesehen ist, weist hierbei von Vorteil ein mit der Gesamtfläche des Sitzanbindungsabschnitts korrespondierendes einteiliges Flächengebilde auf. Der Sitzanbindungsabschnitt des Bodenblechs und die eine flächenmäßig vergleichbare, ähnliche oder weitgehend identische Geometrie aufweisende Querträgerstruktur bilden im Prinzip ein doppeltes Bodenblech, wobei der Sitzanbindungsabschnitt eine Art Oberschale und die Querträgerstruktur eine Art Unterschale bilden.
Von Vorteil ist hierbei insbesondere vorgesehen, wenn die Querträgerstruktur und der in Fahrzeughochrichtung (z) darüber befindliche Sitzanbindungsabschnitt bezogen auf eine sich in Fahrzeuglängsrichtung (x) und Fahrzeugquerrichtung (y) erstreckende Fahrzeugebene im Wesentlichen überlappend bzw. überdeckend angeordnet sind.
Der Sitzanbindungsabschnitt, welcher bevorzugt als integraler Bestandteil des Bodenblechs ausgebildet ist, kann durch die unmittelbar darunter befindliche Querträgerstruktur strukturell verstärkt werden. Dadurch, dass die die Längsstrukturen unmittelbar miteinander verbindende Querträgerstruktur zumindest eine Erstreckung in Fahrzeuglängsrichtung (x) aufweist, die der Länge einer Sitzanbindung entspricht, kann eine besonders verwindungs- und torsionssteife Querverbindung der Längsstrukturen bereitgestellt werden. Hierbei kann das Längen (x) – zu – Breiten (y) – Verhältnis der Querträgerstruktur zwischen 1:10 und 1:1,5, bevorzugtzwischen 1:5 und 1:2 betragen.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Querträgerstruktur ein schalenartiges und überwiegend geschlossenes Flächengebilde auf. Die Querträgerstruktur kann ferner zumindest bereichsweise weitgehend eben ausgebildet sein. Insbesondere in Anbindungsbereichen an angrenzende Komponenten einer Kraftfahrzeugkarosserie und/oder deren Bodenstruktur sind jedoch den jeweiligen Anbindungsabschnitten angepasste geometrische Ausgestaltungen und Profilgeometrien von Vorteil. Die gesamte Querträgerstruktur kann hierbei als Einzelteil ausgebildet sein, welches aus einem Blechzuschnitt ausgeschnitten bzw. ausgestanzt und z. B. mittels einer Umformoperation, etwa mittels Prägen in eine vorgegebene geometrische Form gebracht wird.
Insbesondere aus Platzgründen oder aus Gründen einer Gewichtseinsparung kann das die Querträgerstruktur bildende Flächengebilde auch einzelne Ausnehmungen oder Durchgangsöffnungen aufweisen. Diese können insbesondere zur Aufnahme weiterer Funktionsbauteile eines Kraftfahrzeugs, wie etwa der Unterbringung eines Kraftstofftanks, einer Fahrzeugbatterie, einer Kraftstoffpumpe oder anderen, bevorzugt im Außenraum des Kraftfahrzeugs vorzusehender Komponenten ausgebildet sein.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Querträgerstruktur entlang ihrer gesamten Erstreckung in Fahrzeuglängsrichtung (x) mit den gegenüberliegenden Längsstrukturen strukturell verbunden. Entsprechend der vergleichsweise langen Erstreckung in Fahrzeuglängsrichtung der Querträgerstruktur kann durch die gegenüberliegende Anbindung an die Längsstrukturen eine hohe Momenten- und Verwindungssteifigkeit der Bodenstruktur im Sitzanbindungsbereich bereitgestellt werden.
Es ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass sich die Querträgerstruktur über ihre gesamte Längserstreckung mit zumindest einem Anbindungsflansch zumindest einfach oder mehrfach an der Längsstruktur abstützt und zumindest entlang einer hierdurch gebildeten Abstützkontur entweder punktuell oder durchgehend, etwa entlang einer Fügenaht, mit der jeweiligen Längsstruktur bevorzugt unlösbar verbunden ist. Eine lastübertragende strukturelle Verbindung der Querträgerstruktur mit den gegenüberliegenden Längsstrukturen kann hierbei mittels Schweißen, Nieten und/oder Kleben oder auch mittels Durchsetzfügen erreicht werden.
Die vergleichsweise großflächige Anbindung der Querträgerstruktur kann ferner zur Verbesserung der Maßhaltigkeit des Karosserieaufbaus beitragen. Auch kann durch die vergleichsweise lange, der Längserstreckung der Querträgerstruktur entsprechenden Fügestelle zwischen Querträgerstruktur und Längsstruktur das Eigenschwingverhalten der Bodenstruktur, insbesondere deren Biegeeinfrequenz in vorteilhafter Weise verändert, insbesondere erhöht werden, sodass der Frequenzbereich von unweigerlich im Betrieb des Fahrzeugs entstehenden Eigenschwingungen in vorteilhafter Weise in höhere, von den Fahrzeuginsassen in geringerem Maße wahrnehmbare Frequenzbereiche verlagert werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung weisen die Längsstrukturen ein in Fahrzeugquerrichtung (x) nach innen ragendes inneres Schwellerprofil und ein hiermit verbundenes Längsträgerprofil auf. Das Längsträgerprofil kann hierbei insbesondere eine L-förmige Gestalt aufweisen und mit einem in etwa horizontal nach außen ragenden Schenkel von innen an das nach innen ragende innere Schwellerprofil angrenzen und dort mit diesem strukturell verbunden sein. Ein weiterer Schenkel des L-förmigen Längsträgerprofils kann dabei von einem gegenüberliegenden Ende des horizontal ausgerichteten Schenkels des Längsträgerprofils nach oben, in Fahrzeughochrichtung (z), ragen.
Es ist hierbei von Vorteil, wenn die Querträgerstruktur eine das Längsträgerprofil im Wesentlichen verschließende seitliche Anbindungsschräge aufweist, mit welcher die Querträgerstruktur auf dem Längsträgerprofil aufliegt. insoweit kann eine in Fahrzeugquerrichtung nach außen und schräg nach unten ragende Anbindungsschräge der Querträgerstruktur als Schließblech für das nach oben hin offen ausgebildete L-förmige Längsträgerprofil fungieren.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung füllt das ein- oder mehrteilig ausgebildete Verstärkungselement den von dem Sitzanbindungsabschnitt des Bodenblechs und der darunterliegenden Querträgerstruktur gebildeten Zwischenraum nahezu vollständig aus. Der zwischen Sitzanbindungsabschnitt und Querträgerstruktur gebildete Hohl- oder Zwischenraum kann somit zur strukturellen Verstärkung der Kraftfahrzeug-Bodenstruktur mit einem vergleichsweise leichten Kunststoffmaterial ausgesteift werden. Das bevorzugt mehrfache, stoffschlüssige und unlösbare Verbinden des Verstärkungselements mit angrenzenden Blech- oder Metallbauteilen der Bodenstruktur, insbesondere mit dem Sitzanbindungsabschnitt, der Querträgerstruktur und/oder mit der einen Seitenschweller und/oder ein Längsträgerprofil aufweisende Längsstruktur, kann ferner das Eigenschwing- und Vibrationsverhalten der Bodenstruktur verbessern.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der angrenzend an den Fußraumabschnitt des Bodenblechs vorgesehene Sitzanbindungsabschnitt mitteltunnelfrei ausgebildet. Die mitteltunnelfreie Ausgestaltung kann hierbei insbesondere durch den Höhenversatz zwischen Sitzanbindungsabschnitt und Fußraumabschnitt des Bodenblechs erreicht werden. Fußraumabschnitt und Sitzanbindungsabschnitt können hierbei ferner einteilig als durchgehendes Bodenblech, alternativ aber auch mehrteilig, als zusammengesetztes Bodenblech ausgestaltet sein.
Durch die nach oben, in Fahrzeughochrichtung versetzte bzw. erhöhte Ausgestaltung des Sitzanbindungsabschnitts gegenüber dem Fußraumabschnitt kann unterhalb des Sitzanbindungsabschnittes zusätzlicher Bauraum bereitgestellt werden, der insbesondere zum Verstauen weiterer Fahrzeugkomponenten, wie z. B. eines Kraftstofftanks oder einer oder mehrerer Fahrzeugbatterien oder -Akkus geeignet ist. Das im Bereich der Sitzanbindung erhöht ausgebildete Bodenblech eignet sich hierbei insbesondere für sogenannte Mehrzweckfahrzeuge (Multiple Purpose Vehicles (MPV) oder für Sport Utility Vehicles (SUV)), die konstruktionsbedingt ohnehin einen vergleichsweise großen Abstand zwischen einer Bodenstruktur und der Bodenlinie bzw. der Reifenaufstandsebene aufweisen.
Nach einem weiteren unabhängigen Aspekt ist schließlich eine Kraftfahrzeugkarosserie vorgesehen, welche eine zuvor beschriebene Bodenstruktur aufweist.
Ferner ist nach einem weiteren unabhängigen Aspekt ein Kraftfahrzeug mit einer zuvor beschriebenen Bodenstruktur vorgesehen.
Kurzbeschreibung der Figuren
Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten werden in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Hierbei zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer Bodenstruktur vor dem Zusammenbau mit einem Bodenblech,
2 eine isolierte Darstellung von zwei spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildeten Verstärkungselementen,
3 eine perspektivische Darstellung der Verstärkungselemente in Montageposition auf einer Querträgerstruktur,
4 eine isolierte perspektivische Darstellung eines Sitzanbindungsabschnitts des Bodenblechs,
5 eine perspektivische Darstellung der Bodenstruktur in Endmontagekonfiguration,
6 eine Querschnittsdarstellung entlang A-A gemäß 5,
7 eine Querschnittsdarstellung entlang B-B gemäß 5,
8 eine vergrößerte Darstellung des Querschnitts gemäß 7 im Bereich eines luftführenden Kanalabschnitts und
9 einen Querschnitt entlang C-C gemäß 5, welcher durch einen der luftführenden Kanäle des Verstärkungselements verläuft.
Detaillierte Beschreibung
Die 1 zeigt eine als Flächengebilde ausgebildete Querträgerstruktur 22, welche zwischen zwei, sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung (x) erstreckenden Längsstrukturen 18, 20 einer Trägerstruktur 16 anordenbar ist. Die gezeigte Trägerstruktur 16 weist zwei vordere Längsträger 90, 92 auf, die der späteren Fahrgastzelle eines hier nicht explizit gezeigten Kraftfahrzeugs vorgelagert über einen Stirnwandquerträger 88 in Fahrzeugquerrichtung (y) strukturell miteinander verbunden sind.
Ausgehend vom Stirnwandquerträger 88 erstrecken sich zwei seitliche Längsträgerprofile 26 nach hinten, der Fahrtrichtung 2 des Kraftfahrzeugs entgegengesetzt. Die Querträgerstruktur 22 weist eine schalenartige und breitflächige Ausgestaltung auf und kommt oberhalb des im Querschnitt in etwa L-förmig ausgestalteten Längsträgerprofils 26 zu liegen.
Die in Fahrzeuglängsrichtung (x) vergleichsweise breit bauende Querträgerstruktur 22 bildet mit dem Stirnwandquerträger 88 und den seitlichen Längsträgerprofilen 26 eine leiter- oder gitterartige Trägerstruktur 16, welche insbesondere aufgrund der Dimensionierung und der geometrischen Ausgestaltung der Querträgerstruktur 22 eine hohe Verwindungssteifigkeit bereitstellt.
Wie im Querschnitt gemäß der 7 gezeigt, weist die als Blechschale ausgebildete Querträgerstruktur 22 nach außen, in Fahrzeugquerrichtung (y) ragend jeweils eine Anbindungsschräge 42 auf, welche in einer Endmontagekonfiguration als eine Art Schließblech für das im Querschnitt etwa L-förmige Längsträgerprofil 26 fungiert. Des Weiteren weist die Querträgerstruktur 22 an ihren in Fahrzeugquerrichtung (y) liegenden Seitenrändern einen Flansch 43 auf, mittels welchem die Anbindungsschräge 42 über ihre gesamte Erstreckung in Fahrzeuglängsrichtung (x) an einem nach innen ragenden Profilabschnitt 29 eines inneren Schwellerprofils 24 der Längsstruktur 18, 20 befestigbar ist.
Von Vorteil grenzt der Flansch 43 hierbei an einen unteren Schenkel 30 des inneren Schwellerprofils 24 an und ist dort mit dem inneren Schwellerprofil 24 strukturell verbunden. Zur Herstellung einer Verbindung, etwa einer Punktschweißung, sind hierfür in einem unteren Schenkel 36 des Längsträgerprofils 26 mehrere, in Fahrzeuglängsrichtung (x) voneinander beabstandete, jedoch nicht explizit gezeigte Durchgangsöffnungen vorgesehen, durch welche ein Schweißwerkzeug zur Bildung eines oder mehrerer Schweißpunktes hindurch geführt werden kann.
Das Längsträgerprofil 26 grenzt mit seinem unteren Schenkel 36 und einem daran vorgesehenen, nach außen ragenden Flansch 37 an einem nach innen ragenden Schenkel 32 des inneren Schwellerprofils 24 an und ist dort mit diesem bevorzugt strukturell verbunden, insbesondere verschweißt.
Im Querschnitt gemäß der 7 ist hierbei lediglich das innere Schwellerprofil 24 gezeigt, welches mittels eines oberen Flanschs 27 und unteren Flanschs 33 mit einem korrespondierenden äußeren, vorliegend nicht gezeigten Schwellerprofil zur Bildung eines Seitenschwellers verbunden werden kann.
Das Längsträgerprofil 26 erstreckt sich ausgehend vom nach innen ragenden unteren Schenkel 32 nach innen, wobei ein nach oben, in Fahrzeughochrichtung (z) ragender Schenkel 34 des Längsträgerprofils 26 an seinem oberen Endabschnitt einen dem Verlauf der Anbindungsschräge 42 angepassten Flansch 35 aufweist. An diesem Flansch 35 stützt sich die Querträgerstruktur 22 mit ihrer Anbindungsschräge 42 ab.
Abgesehen von etwaigen Durchgangsöffnungen für etwa ein Schweißwerkzeug bildet das Längsträgerprofil 26 zusammen mit der Anbindungsschräge 42 sowie mit einem hieran angrenzenden Schenkel 30 des inneren Schwellerprofils 24 und mit einem weiter hieran angrenzenden Profilabschnitt 31 ein im Wesentlichen geschlossenes, sich in Fahrzeuglängsrichtung (x) erstreckendes Hohlprofil.
Die in den 1 gezeigte schalenartige Querträgerstruktur 22 dient einer erhöhten Sitzanbindung und verlagert das Bodenblech 10 der Bodenstruktur gegenüber einem vorderen Fußraumabschnitt 12 zumindest bereichsweise nach oben. Des Weiteren stellt die Querträgerstruktur 22 eine verwindungs- und momentensteife Verbindung der seitlichen Längsstrukturen 18, 20 zur Verfügung, sodass insbesondere die seitlichen Längsträgerprofile 26 zusammen mit dem Stirnwandquerträger 88 und mit der Querträgerstruktur 22 eine leiter- bzw. gitterartige Trägerstruktur 16 bereitstellen.
Insbesondere durch die vergleichsweise lange, sich über einen gesamten Sitzanbindungsabschnitt 14 erstreckende Ausgestaltung der Querträgerstruktur 22 in Fahrzeuglängsrichtung (x) kann eine besonders stabile und maßhaltige Verbindung der in Fahrzeugquerrichtung (y) gegenüberliegenden Längsstrukturen 18, 20 bereitgestellt werden.
Das in den 1, 4 und 5 in unterschiedlichen perspektivischen Darstellungen gezeigte Bodenblech 10 weist einen vorderen Fußraumabschnitt 12 sowie einen demgegenüber erhöht ausgebildeten Sitzanbindungsabschnitt 14 auf. Der Fußraumabschnitt 12 und der Sitzanbindungsabschnitt 14 können hierbei einteilig ausgestaltet sein. Während im Fußraumabschnitt 12 ein Mitteltunnelabschnitt 80 oder ein gesonderter Mitteltunnel vorgesehen ist, kann der entgegen der Fahrtrichtung 2 hieran angrenzende Sitzanbindungsabschnitt 14 aufgrund seiner erhöhten Lage weitgehend mitteltunnelfrei ausgebildet sein.
Die unterhalb des Mitteltunnelabschnitts 80 vorgesehenen Fahrzeugkomponenten können durch die nach oben versetzte Lage des Sitzanbindungsabschnitts 14 problemlos darunter verstaut werden.
Unabhängig hiervon weist der Fußraumabschnitt 12 ferner zwei sich vom Mitteltunnelabschnitt 80 jeweils schräg nach außen und nach vorn erstreckende Verstärkungsprofile 82, 84 auf, welche eine hutprofilartige Kontur aufweisen und welche vom darunterliegenden Fußraumabschnitt 12 unter Bildung eines Hohlprofils verschlossen sind. Die Verstärkungsprofile 82, 84 grenzen dem Mitteltunnelabschnitt 80 zugewandt annähernd an den Übergangsbereich zum höherliegenden Sitzanbindungsabschnitt 14 an.
In den 1 und 5 ist ferner der bevorzugt einteilige Übergang des sich im Wesentlichen horizontal erstreckenden Fußraumabschnitts 12 in einen nach vorn und nach oben ansteigenden Stirnwandabschnitt 86 dargestellt. Vergleichbar der geometrischen Ausgestaltung der Querträgerstruktur 22 weist auch der darüber liegende Sitzanbindungsabschnitt 14 des Bodenblechs 10 eine schalenartige Ausgestaltung in Form eines überwiegend geschlossenen Flächengebildes auf.
Der insbesondere in 4 perspektivisch gezeigte Sitzanbindungsabschnitt 14 weist an seinem hinteren Ende diverse Mulden 56, 58 sowie an seinen in Fahrzeugquerrichtung (y) liegenden Seitenrändern schräg nach unten abfallende Seitenwangen 40 auf.
An die Seitenwangen 40 schließt sich jeweils ein in Fahrzeuglängsrichtung (x) annähernd geradlinig ausgebildeter Flansch 41 an, mittels welchem der Sitzanbindungsabschnitt 14, wie in 7 gezeigt, mit einem hiermit korrespondierend ausgebildeten oberen Schenkel 28 des inneren Schwellerprofils 24 verbunden werden kann. Der Sitzanbindungsabschnitt 14 und die darunterliegende Querträgerstruktur 22 können somit einen nach innen ragenden Profilabschnitt 29 des inneren Schwellerprofils 24 von oben und von unten einschließen, jenen Profilabschnitt 29 entsprechend einfassen bzw. bereichsweise umgreifen.
Insoweit kann eine doppelte Abstützung am inneren Schwellerprofil 24 erreicht werden, welche sich von oben als auch von unten am nach innen ragenden Profilabschnitt 29 des inneren Schwellerprofils 24 abstützt. Die Momenten- und Struktursteifigkeit der Bodenstruktur 1 sowie der gesamten Kraftfahrzeugkarosserie kann hierdurch in vorteilhafter Weise gesteigert werden. Ferner kann durch den Einsatz vergleichsweise großflächiger Einzelteile die Anzahl verbauter Teile bei gleichzeitiger Reduzierung des Montageaufwands verringert werden.
Der Sitzanbindungsabschnitt 14 weist ferner an seinem hinteren Ende eine Wange 54 mit einem Flansch 64 auf, während gegenüberliegend, an einem in Fahrtrichtung 2 liegenden Endabschnitt des Sitzanbindungsabschnitts 14 eine abgestufte, zweiteilige Wangenanordnung, wie in 9 gezeigt, vorgesehen ist.
Dort ist ferner erkennbar, dass ein im Wesentlichen eben ausgebildeter, oberer Flächenabschnitt des Sitzanbindungsabschnitts 14 nach vorn, in Fahrtrichtung 2 weisend, in eine den seitlichen Wangen 40 entsprechende vordere Wange 52 übergeht.
Etwa in Höhe des seitlichen Flansches 41 erstreckt sich am unteren Ende der Wange 52 ein nach vorn ragender Absatz 55, der wiederum in einen in etwa senkrecht nach unten verlaufenden Wangenabschnitt 53 übergeht. Am unteren Ende des Wangenabschnitts 53 ist schließlich ein weiterer, sich in etwa horizontal erstreckender unterer Flansch 66 ausgebildet, welcher bei einer mehrteiligen Ausgestaltung des Bodenblechs 10 mit dem vorderen Fußraumabschnitt 12 verbindbar ist oder welcher bei einer einteiligen Ausgestaltung des Bodenblechs 10 als integraler Bestandteil des vorderen Fußraumabschnitts 12 ausgebildet ist.
Wie in 4 lediglich angedeutet, ist die untere Wange 53 von einer Aufnahme 60 für den Mitteltunnelabschnitt 80 durchsetzt. Die untere Wange 53 kann somit zweiteilig ausgebildet sein.
Das in 2 in zweifacher, zueinander spiegelsymmetrischer Ausführung gezeigte Verstärkungselement 100, 102 ist aus Kunststoff gefertigt und weist jeweils einen etwa in Fahrzeugquerrichtung (y) verlaufenden Kanalabschnitt 104, 106 auf, welcher sich in einem bogenartig ausgebildeten Übergangsbereich in jeweils zwei, sich etwa in Fahrzeuglängsrichtung (x) erstreckende Kanalabschnitte 108, 109 bzw. 110, 111 aufteilt. An dem der Fahrtrichtung 2 des Kraftfahrzeugs abgewandten Ende weisen die Kanalabschnitte 108, 109, 110, 111 jeweils eine Luftauslassöffnung 116, 118 auf, welche mit einer umlaufenden, bevorzugt von einem Klebstoff bereitgestellten Abdichtung 170 versehen sind.
Die Auslässe 116, 118 kommen hierbei bevorzugt in etwa überlappend mit Durchgangsöffnungen 74, 76 zweier seitlicher Mulden 58 des darüberliegenden Sitzanbindungsabschnitts 14 des Bodenblechs 10 zu liegen. Die in Fahrtrichtung vorn liegenden und sich in Fahrzeugquerrichtung (y) erstreckende Kanalabschnitte 104, 106 weisen hingegen nach oben gerichtete Einlassöffnungen 112, 114 auf, welche unterhalb hiermit korrespondierenden Durchgangsöffnungen 70, 72 des Sitzanbindungsabschnitts 14 zu liegen kommen, welche in etwa mittig zwischen den seitlichen Längsstrukturen 18, 20 angeordnet sind.
Neben den in etwa L-förmig ausgebildeten Kanalabschnitten 104, 106, 108, 109, 110, 111 weist das in 2 links dargestellte Verstärkungselement 100 eine vom inneren, in Längsrichtung verlaufenden Kanalabschnitt 108 nach innen ragenden Verstärkungsabschnitt 120 auf, während das gegenüberliegend vorgesehene Verstärkungselement 102 einen hierzu weitgehend spiegelsymmetrisch ausgebildeten, vom inneren Kanalabschnitt 110 nach innen ragenden inneren Verstärkungsabschnitt 122 aufweist.
Wie anhand des linken inneren Verstärkungsabschnitts 120 exemplarisch dargestellt, können im Bereich der Verstärkungsabschnitte 120, 122 diverse Stege 172, 174, 176 ausgebildet sein, die über Kreuz bzw. unter Bildung diverser Rechteck-, Dreieck- oder Gitterstrukturen eine strukturverstärkende Wirkung entfalten können. An der in Fahrzeugquerrichtung (y) liegenden Außenseite des jeweils äußeren Kanalabschnitts 109, 111 sind äußere Verstärkungsabschnitte 124, 126 vorgesehen. Jene Verstärkungsabschnitte 124, 126 weisen ein gitter- oder wabenartiges Flächengebilde auf, welches hinsichtlich seiner geometrischen Erstreckung und Ausgestaltung an den von Querträgerstruktur 22 und Sitzanbindungsabschnitt 14 gebildeten Zwischenraum 101 angepasst ist.
So weist der äußere Verstärkungsabschnitt 124 mehrere etwa äquidistant und parallel zueinander verlaufende, als Längsstege ausgebildete Verstärkungsrippen 130, 132, 134 auf, die untereinander, über ebenfalls etwa äquidistant aber senkrecht hierzu angeordnete, jeweils in Fahrzeugquerrichtung (y) verlaufende sowie als Querstege ausgebildete Verstärkungsrippen 140, 142, 144, 146 miteinander verbunden sind.
An der in Fahrzeugquerrichtung (y) nach außen ragenden Seite des äußeren Verstärkungsabschnitts 124, bzw. außen an deren äußeren Verstärkungsrippe 134 ist ferner ein sich in Fahrzeuglängsrichtung (x) und in Fahrzeughochrichtung (z) etwa zickzackartig erstreckender Fortsatz 150, 152 vorgesehen, welcher sich, wie im Querschnitt gemäß 7 dargestellt, mit einem an seinem freien Ende vorgesehenen Flansch 154 am nach innen ragenden Profilabschnitt 29 des inneren Schwellerprofils 24 abstützt.
Das gegenüberliegende, etwa der rechten Fahrzeugseite zugeordnete Verstärkungselement 102 weist im Bereich seines äußeren Verstärkungsabschnitts 126 eine weitgehend spiegelsymmetrische Ausgestaltung einzelner Verstärkungsrippen 130, 132, 134, 140, 142, 144, 146 auf. Auch hier ist an der äußeren Verstärkungsrippe 134 ein nach außen ragender Fortsatz 152 vorgesehen, der sich in vergleichbarer Art und Weise wie der Fortsatz 150 an der Längsstruktur 20, insbesondere an einem dort vorgesehenen inneren Schwellerprofil, welches vorliegend nicht explizit gezeigt ist, abstützt.
Die in 2 gezeigten Fortsätze 150, 152 weisen insoweit bezogen auf die Fahrtrichtung (2) wechselseitig bzw. alternierend angeordnete absteigende und aufsteigende Flanken 156, 158 auf.
Im Querschnitt gemäß der 6 ist zu erkennen, dass der im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung (y) verlaufende Kanalabschnitt 104 des Verstärkungselements 100 angrenzend an die Einlassöffnung 112 einen mit einem etwa T-artigen Profilabschnitt 168 versehenen Flansch 166 aufweist, wobei gegenüberliegende, an die Einlassöffnung 112 heranragende Flanschabschnitte 166 in gegenüberliegende, den Kanalabschnitt 104 bildende Seitenwände 160, 162 übergehen.
Am unteren Ende der Seitenwände 160, 162 ist jeweils ein nach außen, von dem Innenraum des Kanalabschnitts 104 abragender Flansch 164 vorgesehen. Am oberen Flanschabschnitt 166 als auch am unteren Flansch 164 ist jeweils eine Abdichtung 170 angeordnet, die bevorzugt von einem thermisch aktivierbaren Klebstoff gebildet werden kann. Die Abdichtung 170 bzw. der entsprechende Klebstoff kann bereits vormontiert bzw. vorkonfektioniert am Verstärkungselement 100 bzw. an dessen Kanalabschnitt 104 angeordnet sein.
Die obere Abdichtung 170, welche am oberen Flansch 166 vorgesehen ist, kommt in der in 6 gezeigten Endmontage-Konfiguration unterhalb einer Öffnungsberandung der im Sitzanbindungsabschnitt 14 vorgesehenen Durchgangsöffnung 70 zu liegen. Mittels jener Abdichtung 170 können die im Wesentlichen fluchtend zueinander liegenden Durchgangs- bzw. Einlassöffnungen 170, 112 zueinander abgedichtet werden.
Ein Hohlprofilabschnitt 49, wie er von einem Querprofilabschnitt 48 und einer hieran angrenzenden Wange 47 der Querträgerstruktur 22 sowie von einer vorderen Wange 52 des Bodenblechs 10 bzw. des Sitzanbindungsabschnitts 14 gebildet wird, kann durch die Abdichtungen 170 gegenüber dem luftführenden Kanalabschnitt 104 hermetisch bzw. gas- und flüssigkeitsdicht abgedichtet und entsprechend verschlossen werden.
Im Querschnitt gemäß 7 ist ferner gezeigt, dass sich das Verstärkungselement 100 mit seinem sich in etwa in Fahrzeuglängsrichtung (x) erstreckenden Verstärkungsrippen (130, 132, 134) jeweils nach unten an einer Anbindungsschräge 42 der Querträgerstruktur 22 und nach oben am weitgehend eben ausgebildeten Sitzanbindungsabschnitt 14 des Bodenblechs 10 abstützt.
Nach oben, dem Sitzanbindungsabschnitt 14 zugewandt weisen die Verstärkungsrippen 130, 132, 134 jeweils einen der Kontur und dem Verlauf des Sitzanbindungsabschnitts 14 folgenden Flansch 131 auf. Jener Flansch 131 erstreckt sich hierbei ausgehend von der jeweiligen Verstärkungsrippe 130, 132, 134 jeweils nach innen, zur Fahrzeugmitte hin. Gegenüberliegend, der Anbindungsschräge 42 zugewandt, weisen die Verstärkungsrippen 130, 132, 134 jeweils einen nach außen ragenden, dem Verlauf der Anbindungsschräge 42 folgenden Flansch 133 auf.
An den oberen Flanschen 131 als auch an den unteren Flanschen 133 ist bevorzugt ein thermisch aktivierbarer Klebstoff vorgesehen, welcher insbesondere im Zuge eines einem Lackierprozess nachgeschalteten Trocknungsprozess aktivierbar ist.
Im Querschnitt B-B gemäß 7 sind ferner zwei unmittelbar nebeneinander und parallel zueinander verlaufende, sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung (x) erstreckende Kanalabschnitte 108, 109 gezeigt, die sich ebenfalls an der Unterseite des Sitzanbindungsabschnitts 14 und an der Oberseite der Querträgerstruktur 22 abstützen. Wie in der vergrößerten Darstellung in 8 gezeigt, weist der außen liegende Kanalabschnitt 109 eine äußere Seitenwand 186 sowie eine innere Seitenwand 184 auf, welche jeweils nach unten, der Querträgerstruktur 22 zugewandt, mittels einer bevorzugt als Klebstoff ausgebildeten Abdichtung 170 abdichtend mit der Querträgerstruktur 22 verbunden sind.
Insoweit geht die äußere Seitenwand 186 in einen schräg nach unten abragenden Flansch 185 über. Der hiervon in Fahrzeugquerrichtung (y) beabstandete Kanalabschnitt 108 weist eine äußere Seitenwand 182 und eine zur Fahrzeugmitte hin gerichtete Seitenwand 180 auf, die über einen Flansch 181 bevorzugt einteilig in den in 2 gezeigten inneren Verstärkungsabschnitt 120 übergeht. Im Übergangsbereich zwischen den Seitenwänden 182, 184 sind die Kanalabschnitt 108, 109 jeweils nach unten mit der darunter liegenden Querträgerstruktur 22 und nach oben mit dem darüber liegenden Sitzanbindungsabschnitt 14 verbunden, insbesondere verklebt.
Nach oben angrenzend an die Seitenwände 182, 184 sind muldenartige Absätze 187 vorgesehen, welche der Aufnahme einer Dichtung 170 bzw. eines entsprechenden Klebstoffs dienen.
In der Querschnittsdarstellung gemäß 9 ist ferner gezeigt, dass sich der vordere Kanalabschnitt 106 des Verstärkungselements 102 über eine vordere Seitenwand 190 und einen hiervon nach vorn abragenden Flansch 191 mit der Querträgerstruktur 22 strukturell verbunden, insbesondere verklebt ist. Der Kanalabschnitt 106 geht hierbei entgegen der Fahrtrichtung 2 in einen nach hinten ragenden Kanalabschnitt 110 über, welcher mit seiner schräg nach oben und schräg nach hinten ragenden Auslassöffnung 116 im Wesentlichen überdeckend oder überlappend mit der Durchgangsöffnung 74 im Bereich der Mulde 58 des Sitzanbindungsabschnitts 14 zu liegen kommt.
Der in 9 angedeutete Flansch oder Flanschabschnitt 191 sowie die Flanschabschnitt 181, 185, wie sie in 8 gezeigt sind, gehen bevorzugt einteilig ineinander über und bilden einen umlaufenden Flansch, mittels welchem die Kanalabschnitte 104, 108 und 109 gegenüber der Querträgerstruktur 22 abgedichtet werden können. Das der rechten Fahrzeugseite zugeordnete Verstärkungselement 102 weist von Vorteil einen hiermit weitreichend identisch ausgebildeten umlaufenden Flansch auf, welcher den Kanalabschnitt 106 sowie die Kanalabschnitte 110, 111 gegenüber der Querträgerstruktur 22 bevorzugt unter Zuhilfenahme eines Dichtungsmaterials, insbesondere eines thermisch aktivierbaren Klebstoffs abdichtet.
An dem der Fahrtrichtung 2 abgewandten hinteren Ende der Bodenstruktur 1 ist ferner ein weiterer Hohlprofilabschnitt 51 gezeigt, welcher von einem im Querschnitt in etwa L-förmig ausgebildeten Querprofilabschnitt 50 der Querträgerstruktur 22 und von einer hiermit korrespondierenden Formgebung des Sitzanbindungsabschnitts 14 im Übergangsbereich zu einer hinteren, schräg nach unten abfallenden und in einem horizontalen Flansch auslaufenden Wange 54 gebildet wird.
Abweichend von der in den vorliegenden 1 bis 9 gezeigten Ausgestaltung kann anstelle von zwei Verstärkungselementen 100, 102 auch ein einteiliges Verstärkungselement implementiert werden, welches den gesamten Zwischenraum 101 zwischen Sitzanbindungsabschnitt 14 und Querträgerstruktur 22 weitgehend vollständig ausfüllt. Auch ist denkbar, die hier gezeigten Verstärkungselemente 100, 102 in einzelne baulich getrennten Abschnitte zu unterteilen, welche jeweils gesondert und unabhängig voneinander mit den angrenzenden Bodenstrukturkomponenten, etwa mit dem Bodenblech 10, dessen Sitzanbindungsabschnitt 14, der Querträgerstruktur 22 und/oder mit der Längsstruktur 18, 20 verbindbar sind.
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.
Bezugszeichenliste

1: Bodenstruktur
2: Fahrtrichtung
10: Bodenblech
12: Fußraumabschnitt
14: Sitzanbindungsabschnitt
16: Trägerstruktur
18: Längsstruktur
20: Längsstruktur
22: Querträgerstruktur
24: inneres Schwellerprofil
26: Längsträgerprofil
27: Flansch
28: Schenkel
29: Profilabschnitt
30: Schenkel
31: Profilabschnitt
32: Schenkel
33: Flansch
34: Schenkel
35: Flansch
36: Schenkel
37: Flansch
40: Seitenwange
41: Flansch
42: Anbindungsschräge
43: Flansch
47: Wange
48: Querprofilabschnitt
49: Hohlprofilabschnitt
50: Querprofilabschnitt
51: Hohlprofilabschnitt
52: Wange
53: Wange
54: Wange
55: Absatz
56: Mulde
58: Mulde
60: Aufnahme
64: Flansch
80: Mitteltunnelabschnitt
82: Verstärkungsprofil
84: Verstärkungsprofil
86: Stirnwandabschnitt
88: Stirnwandquerträger
90: vorderer Längsträger
92: vorderer Längsträger
100: Verstärkungselement
101: Zwischenraum
102: Verstärkungselement
104: Kanalabschnitt
106: Kanalabschnitt
108: Kanalabschnitt
109: Kanalabschnitt
110: Kanalabschnitt
111: Kanalabschnitt
112: Einlassöffnung
114: Einlassöffnung
116: Auslassöffnung
118: Auslassöffnung
120: innerer Verstärkungsabschnitt
122: innerer Verstärkungsabschnitt
124: äußerer Verstärkungsabschnitt
126: äußerer Verstärkungsabschnitt
130: Verstärkungsrippe
131: Flansch
132: Verstärkungsrippe
133: Flansch
134: Verstärkungsrippe
140: Verstärkungsrippe
142: Verstärkungsrippe
144: Verstärkungsrippe
146: Verstärkungsrippe
150: Fortsatz
152: Fortsatz
154: Flansch
156: Flanke
158: Flanke
160: Seitenwand
162: Seitenwand
164: Flansch
166: Flansch
168: Profilabschnitt
170: Abdichtung
172: Steg
174: Steg
176: Steg
180: Seitenwand
181: Flansch
182: Seitenwand
184: Seitenwand
185: Flansch
186: Seitenwand
187: Absatz
190: Seitenwand
191: Flansch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006001348 A1 [0003]

Claims

Bodenstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Bodenblech (10) und mit einer unterhalb des Bodenblechs (10) vorgesehenen Trägerstruktur (16), welche zwei in Fahrzeugquerrichtung (y) voneinander beabstandete Längsstrukturen (18, 20) aufweist, die über zumindest eine sich in Fahrzeugquerrichtung (y) erstreckende Querträgerstruktur (22) miteinander verbunden sind, wobei in einem Zwischenraum (101) zwischen dem Bodenblech (10) und der Querträgerstruktur (22) zumindest ein Verstärkungselement (100, 102) aus Kunststoff angeordnet ist.
Bodenstruktur nach Anspruch 1, wobei das Verstärkungselement (100, 102) mit dem Bodenblech (10) verbunden ist.
Bodenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verstärkungselement (100, 102) mit der Querträgerstruktur (22) verbunden ist.
Bodenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verstärkungselement (100, 102) mehrere Verstärkungsrippen (130, 132, 134, 140, 142, 144, 146) aufweist, die an das Bodenblech (10) und/oder an die Querträgerstruktur (22) angrenzen.
Bodenstruktur nach Anspruch 4, wobei zumindest einige der Verstärkungsrippen (130, 132, 134) an ihrem dem Bodenblech (10) und/oder der Querträgerstruktur (22) zugewandten Endabschnitt zumindest einen Abstützflansch (131, 133) aufweisen.
Bodenstruktur nach Anspruch 5, wobei einige der Verstärkungsrippen (130, 132, 134) in Rippenlängsrichtung mit dem Bodenblech (10) und/oder mit der Querträgerstruktur (22) kraft- oder stoffschlüssig verbunden sind.
Bodenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 oder 6, wobei entlang des Abstützflanschs (131, 133) zumindest einer Verstärkungsrippe (130, 132, 134) ein thermisch aktivierbarer Klebstoff angeordnet ist.
Bodenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Verstärkungselement (100, 102) zumindest einen luftführenden Kanalabschnitt (104, 106, 108, 109, 110, 111) aufweist.
Bodenstruktur nach Anspruch 8, wobei der Kanalabschnitt (104, 106, 108, 109, 110, 111) einen U- oder V-profilartigen Querschnitt aufweist, welcher von einem hieran angrenzenden Abschnitt des Bodenblechs (10) oder der Querträgerstruktur (22) abdichtend verschlossen ist.
Bodenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 oder 9, wobei der Kanalabschnitt (104, 106, 108, 109, 110, 111) zumindest eine nach oben, dem Bodenblech (10) zugewandte Lufteinlassöffnung (112, 114) und zumindest eine hiervon in Fahrzeuglängsrichtung (x) beabstandete Luftauslassöffnung (116, 188) aufweist.
Bodenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, wobei die zumindest eine Lufteinlassöffnung (112, 114) bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung (y) in etwa mittig zwischen den Längsstrukturen (18, 20) vorgesehen ist und wobei die zumindest eine Luftauslassöffnung (116, 118) seitlich nach außen versetzt hierzu angeordnet ist.
Bodenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bodenblech (10) und die Querträgerstruktur (22) bezogen auf die Fahrzeughochrichtung (z) voneinander beabstandet an die Längsstruktur (18, 20) angrenzen und wobei sich das Verstärkungselement (100, 102) mit einem seitlichen Fortsatz (150, 152) in Fahrzeugquerrichtung (y) an der Längsstruktur (18, 20) abstützt.
Bodenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bodenblech (10) einen gegenüber einem vorderen Fußraumabschnitt (12) erhöht ausgebildeten Sitzanbindungsabschnitt (14) aufweist und wobei die Querträgerstruktur (22) ein mit der Gesamtfläche des Sitzanbindungsabschnittes (14) korrespondierendes einteiliges Flächengebilde aufweist.
Bodenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das ein- oder mehrteilige ausgebildete Verstärkungselement (100, 102) den von einem Sitzanbindungsabschnitt (14) des Bodenblechs (10) und von der Querträgerstruktur (22) gebildeten Zwischenraum (101) nahezu vollständig ausfüllt.
Kraftahrzeug mit einer Bodenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche.