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Die Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Im Fahrbetrieb, insbesondere bei Kurvenfahrten, kann die Heckseite einer Fahrzeugkarosserie mit einem um die Fahrzeuglängsmittelachse gerichteten Drehmoment belastet werden, bei der sich die Karosserie-Heckseite gegenüber der Karosserie-Frontseite verwindet. Zur Erhöhung der Verwindungssteifigkeit ist es bekannt, zwischen den beiden heckseitigen Radhäusern im Laderaum des Fahrzeuges eine Querversteifung vorzusehen.
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Aus der
DE 103 48 354 A1 ist eine gattungsgemäße Karosseriestruktur für ein Fahrzeug bekannt, dessen heckseitiger Laderaum durch ein Bodenblechteil begrenzt ist, das in der Fahrzeugquerrichtung nach außen jeweils in ein Radhaus übergeht. Am Übergang vom Bodenblech zum Radhaus verläuft ein Karosserie-Längsträger, der sowohl am Radhaus als auch am Bodenblechteil angebunden sein kann. Zur Erhöhung der Verwindungssteifigkeit ist ein Querträger vorgesehen, der über seitliche Konsolen an gegenüberliegenden, einander zugewandten Querwänden der beiden Radhäuser abgestützt ist. Die durch den Querträger und den beiden seitlichen Konsolen gebildete Querversteifung ist sowohl bauteilaufwändig als auch im Hinblick auf eine Leichtbauweise problematisch. Zudem ist die aus der
DE 103 48 354 A1 bekannte Querversteifung bauraumintensiv, wodurch die Nutzbarkeit des Laderaums beeinträchtigt ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Karosseriestruktur für ein Fahrzeug bereitzustellen, bei dem die Querversteifung unter Bauteilreduzierung sowie unter Erhöhung des nutzbaren Laderaums und unter Einhaltung einer vorgeschriebenen Duchladebreite erfolgen kann.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Die Erfindung beruht auf dem Sachverhalt, dass im Stand der Technik die zwischen den heckseitigen Radhäusern vorhandene Querversteifung sowohl die maximale Durchladebreite als auch die Bauhöhe im Laderaum beschränkt. Vor diesem Hintergrund sind gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 zur Querversteifung der beiden heckseitigen Radhäuser Verstärkungsprofile vorgesehen, die sich zwischen dem jeweiligen Radhaus und dem Karosserie-Längsträger abstützen. Die Verstärkungsprofile können sich dabei unmittelbar auf dem Karosserie-Längsträger oder mittelbar unter Zwischenlage zum Beispiel des Bodenblechteils auf dem Karosserie-Längsträger abstützen.
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Erfindungsgemäß erfolgt somit bei Beaufschlagung eines Verwindungsmomentes die Kraftüberleitung nicht mehr von einem Radhaus über die, sich in der Fahrzeugquerrichtung erstreckende Querversteifung zum anderen Radhaus. Vielmehr wird jedes Radhaus unmittelbar auf den zugewandten Fahrzeug-Längsträger abgestützt, und zwar bevorzugt ohne eine Kraftüberleitung in der Fahrzeugquerrichtung zum gegenüberliegenden Radhaus. Besonders bevorzugt können daher auch die Verstärkungsprofile an den gegenüberliegenden Radhäusern nicht mehr kraftübertragend mit einem Querträger verbunden sein, sondern vielmehr die Verstärkungsprofile an den gegenüberliegenden Radhäusern funktionell sowie bauteilmäßig voneinander entkoppelt sein.
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Für eine im Verwindungsfall zuverlässige Abstützung der Radhäuser kann das jeweilige Verstärkungsprofil eine fachwerkartige Versteifungsstruktur aufweisen. Die Versteifungsstruktur kann einen Mittelsteg aufweisen, der unter Bildung einer ersten Knotenstelle bevorzugt hochkant mit seiner Schmalseite sowohl auf dem Radhaus als auch auf dem Karosserie-Längsträger abgestützt ist. Der Mittelsteg kann an seiner, der ersten Knotenstelle abgewandten Schmalseite zur Bildung einer zweiten Knotenstelle mit Stützsegmenten zusammenlaufen. Die Stützsegmente des Verstärkungsprofils können wiederum an ihren, der zweiten Knotenstelle abgewandten Enden unter Bildung von dritten und vierten Knotenstellen jeweils in der Fahrzeuglängsrichtung vor und hinter dem Mittelsteg am Radhaus und/oder am Karosserie-Längsträger abgestützt sein.
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Zur zuverlässigen Anbindung der Versteifungsstruktur am Radhaus und/oder am Karosserie-Längsträger kann der Mittelsteg an seiner ersten Knotenstelle und/oder die beiden Stützsegmente an ihren dritten oder vierten Knotenstellen jeweils abgewinkelte Randflansche aufweisen. Die Randflansche des Verstärkungsprofiles können mit dem Radhaus/Karosserielängsträger für eine zuverlässige Kraftüberleitung verschweißt sein.
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Zur weiteren Erhöhung der Steifigkeit kann das Verstärkungsprofil in etwa L-förmig mit einem am Radhaus befestigten Schenkel und einem am Karosserie-Längsträger befestigten Schenkel ausgebildet sein. Die so gestaltete fachwerkartige Versteifungsstruktur erlaubt bei geringem Bauraumbedarf sowie bei reduziertem Bauraumgewicht eine zuverlässige Abstützung der Radhäuser im Verwindungsfall.
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Die Radhäuser können einander in der Fahrzeugquerrichtung zugewandte Querwände aufweisen, die über eine Umfangswand in die Fahrzeug-Seitenwand übergeht. Die Querwände der Radhäuser können dabei bis zu einer Scheitelstelle in den Laderaum hinein ausgebaucht sein. Der Abstand zwischen den beiden Scheitelstellen der Radhaus-Querwände definiert dabei die maximale Durchladebreite. Im Stand der Technik sind die Seitenkonsolen der Querversteifung unmittelbar im Bereich dieser Scheitelstellen montiert, wodurch auch die maximale Durchladebreite entsprechend reduziert ist. Vor diesem Hintergrund ist es bevorzugt, wenn das Verstärkungsprofil in der Fahrzeuglängsrichtung versetzt zur oben genannten Scheitelstelle im Bereich von Seitenflanken der Radhaus-Querwand angeordnet ist. Bevorzugt ist es dabei, wenn das Verstärkungsprofil in der Fahrzeugquerrichtung seitlich nach außen um einen Querversatz gegenüber der Radhaus-Scheitelstelle versetzt ist oder gegebenenfalls in Flucht mit der Radhaus-Scheitelstelle bündig abschließt, das heißt auf gleicher Höhe wie die Scheitelstelle angeordnet ist.
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Gemäß einer Ausführungsform ist jedes Verstärkungsprofil eine Blechteilanordnung bestehend aus zwei Blechprofilteilen. Der oben erwähnte Mittelsteg des Verstärkungsprofiles kann zur weiteren Steifigkeits-Erhöhung doppelwandig mit einem ersten und einem zweiten Blechstreifen ausgeführt sein. Die beiden Blechstreifen des Mittelstegs können an der zweiten Knotenstelle an Übergangskanten jeweils in das nach vorne ausgerichtete Stützsegment und in das nach hinten ausgerichtete Stützsegment übergehen. Die beiden Stützsegmente können zusammen mit den Blechstreifen das erste und zweite Blechprofilteil bilden. Zudem müssen die beiden Blechstreifen des Mittelstegs miteinander kraftschlüssig verbunden sein, etwa durch Punktschweißung oder dergleichen.
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Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
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Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine Querschnittsansicht der heckseitigen Karosseriestruktur eines Fahrzeuges im Bereich des Laderaums;
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2 eine grob schematische Schnittdarstellung der Querversteifung eines Radhauses;
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3 eine perspektivische Teilschnittansicht einer Querversteifung des Radhauses;
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4 die heckseitige Karosseriestruktur in einer Ansicht von oben; und
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5 in einer Ansicht entsprechend der 1 eine aus dem Stand der Technik bekannte heckseitige Karosseriestruktur eines Fahrzeuges.
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In der 1 ist eine heckseitige Karosseriestruktur für ein Fahrzeug dargestellt, bei dem der heckseitige Laderaum 1 durch ein Bodenblechteil 3 sowie in der Fahrzeuglängsrichtung x nach hinten durch eine Heckwand 4 mit oberer Ladekante 5 begrenzt ist. Das Bodenblechteil 3 geht in der Fahrzeugquerrichtung y nach außen jeweils in ein Radhaus 7 über. Jedes der beiden Radhäuser 7 weist eine Querwand 9 auf, die in der Fahrzeugquerrichtung y bis zu einer Scheitelstelle S geringfügig in den Laderaum 1 hinein ausgebaucht ist. Die Querwand 9 geht in eine das Radhaus 7 nach oben begrenzende Umfangswand 11 über, an die sich seitlich außen eine Fahrzeug-Seitenwand 13 anschließt.
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Wie aus der 2 hervorgeht, ist am Bodenblechteil 3 und an der Querwand 9 jedes Radhauses 7 jeweils ein Deckteil 15 eines in der Fahrzeuglängsrichtung x verlaufenden Karosserie-Längsträgers 17 durch Schweißung angebunden. Der Karosserie-Längsträger 17 weist neben dem Deckteil 15 ein in etwa U-förmig gebildetes Blechprofil 16 auf. Gemäß der 2 ist der Karosserie-Längsträger 17 gegenüber der Querwand 9 des Radhauses 7 in der Fahrzeugquerrichtung y nach innen versetzt. In dem Innenwinkelbereich zwischen dem bodenseitigen Deckteil 15 und der vertikal hochgestellten Querwand 9 des Radhauses 7 ist ein winkelförmiges Verstärkungsprofil 19 vorgesehen, das sich sowohl am Deckteil 15 des Karosserie-Längsträgers 17 als auch an der Radhaus-Querwand 9 abstützt. Das Verstärkungsprofil 19 kann sich dabei unmittelbar auf dem Karosserie-Längsträger 17 oder mittelbar unter Zwischenlage des Bodenblechteils 3 auf dem Karosserie-Längsträger 17 abstützen. Das Verstärkungsprofil 19 ist im Querschnitt in etwa L-förmig mit einem vertikalen, an der Radhaus-Querwand 9 angebundenen Schenkel 21 und einem am Karosserie-Längsträger 17 abgestützten horizontalen Schenkel 23 aufweist.
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Im Fahrbetrieb, zum Beispiel bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeuges, kann die heckseitige Karosseriestruktur mit einem Drehmoment M (1) belastet werden, das um die Fahrzeuglängsmittelachse A ausgerichtet ist. Um für einen solchen Verwindungsfall eine erhöhte Steifigkeit vorzusehen, sind die beiden Radhäuser 7 durch die Verstärkungsprofile 19 an den benachbarten Karosserie-Längsträgern 17 abgestützt. Im Verwindungsfall erfolgt somit eine Krafteinleitung F vom Radhaus 7 über das Verstärkungsprofil 19 unmittelbar in den Karosserielängsträger 17, wie es in der 2 angedeutet ist. Die beiden Verstärkungsprofile 19 der Radhäuser 17 sind dabei nicht mit einem zusätzlichen Querträger, das heißt nicht kraftübertragend, miteinander verbunden, wodurch eine Bauraumhöhe h (1) im Laderaum 1 nicht beeinträchtigt wird.
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In der 3 ist die fachwerkartige Versteifungsstruktur des Verstärkungsprofiles 19 erkennbar. Demzufolge weist das Verstärkungsprofil 19 einen Mittelsteg 25 auf, der hochkant mit seiner Schmalseite 27 auf der Querwand 9 des Radhauses 7 und auf dem Karosserie-Längsträger 17 abgestützt ist. Entsprechend erstreckt sich der Mittelsteg 25 sowohl im vertikalen als auch im horizontalen Schenkel 21, 23 des Verstärkungsprofiles 19.
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Wie aus der 3 weiter hervorgeht, ist das Verstärkungsprofil 19 eine Blechteilanordnung bestehend aus zwei Blechprofilteilen 29, 31. Jedes der Blechprofilteile 29, 31 weist einander zugewandte Blechstreifen 33, 35 auf, die zusammen in einer bauteilsteifen Doppelwandstruktur den Mittelsteg 25 bilden. Zudem ist der in der 2 gezeigte rechte Blechstreifen 35 mit einem abgewinkelten Randflansch 37 verlängert, auf dem sich der in der 2 gezeigte linke Blechstreifen 33 mit seiner freien Randkante 39 abstützt. An der, der ersten Knotenstelle I abgewandten Seite des Mittelstegs 25 gehen die beiden Blechprofilteile 29, 31 an Übergangskanten 41 in Stützsegmente 43, 44 über, und zwar unter Bildung einer zweiten Knotenstelle II. Die beiden Stützsegmente 43, 44 erstrecken sich ausgehend von den Übergangskanten 41 in der Fahrzeuglängsrichtung x nach vorne und nach hinten und sind unter Bildung dritter und vierter Knotenstellen III, IV über Randflansche 37 mit der Querwand 9 des Radhauses 7 und – unter Zwischenlage des Bodenblechteils 3 – mit dem Karosserielängsträger 17 verschweißt. Auf diese Weise ergibt sich in der Fahrzeuglängsrichtung x betrachtet eine insgesamt dreifache Anbindung des Verstärkungsprofils 19, und zwar an der dritten und vierten Knotenstelle III, IV sowie an der ersten Knotenstelle I.
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In der 4 ist der Laderaum 1 in einer Ansicht von oben dargestellt. Demzufolge definiert der Abstand zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Scheitelstellen der Radhaus-Querwände 9 eine maximale Durchladebreite b. An den beiden Scheitelstellen S schließen in der Fahrzeuglängsrichtung y nach vorne und nach hinten jeweils Seitenflanken 49 an, die ausgehend von den Scheitelstellen S in der Fahrzeugquerrichtung y nach außen verlaufen und in die Umfangswand 11 übergehen. Gemäß der 4 ist der vertikale Schenkel 21 des Verstärkungsprofils 19 im Bereich der vorderen Seitenflanke 49 angeordnet, und zwar so, dass das Verstärkungsprofil 19 in etwa bündig bzw. in Flucht mit der Scheitelstelle S abschließt. Die nutzbare Durchladebreite b wird somit nicht durch das Verstärkungsprofil 19 reduziert, sondern – wie oben erwähnt – durch die beiden einander zugewandten Scheitelstellen S der Radhäuser 7 definiert. Im Unterschied zur 4 ist in der 2 der vertikale Schenkel 21 des Verstärkungsprofils 19 nicht auf gleicher Höhe wie die Scheitelstelle S angeordnet, sondern vielmehr um einen Querversatz Δy seitlich nach außen versetzt.
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In der 5 ist eine heckseitige Karosseriestruktur gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Demzufolge weist die Querversteifung einen Querträger 51 auf, der in der Fahrzeugquerrichtung y links und rechts in vertikale Stützkonsolen 53 übergeht. Die Stützkonsolen 53 sind jeweils im Bereich der Scheitelstelle S an der ausgebauchten Querwand 9 befestigt. Der Querträger 51 erstreckt sich dabei oberhalb des Bodenblechteils 3, wodurch die nutzbare Bauraumhöhe des Laderaums 1 entsprechend reduziert ist. Gleichzeitig ist auch die Durchladebreite nicht durch die beiden Scheitelstellen S der Radhäuser 7 definiert, sondern vielmehr durch die einander zugewandten Innenkanten 55 der vertikalen Stützkonsolen 53 der Querversteifung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10348354 A1 [0003, 0003]
