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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tunnelmodul zur Einbindung in die Bodenstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie. Des Weiteren sind eine mit einem Tunnelmodul ausgestattete Bodenstruktur sowie eine Kraftfahrzeugkarosserie vorgesehen.
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Hintergrund
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Verschiedenartige Antriebskonzepte für Kraftfahrzeuge machen die Unterbringung dementsprechend verschiedenartiger Speichereinrichtungen im Kraftfahrzeug erforderlich. Elektroantriebe erfordern z. B. das Mitführen von aufladbaren Batterien oder Akkumulatoren, während benzin-, diesel- oder gasbetriebene Verbrennungsmotoren das Mitführen entsprechende Tanks erfordern.
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So ist insbesondere bei Hybridfahrzeugen das Mitführen mehrerer unterschiedlich ausgestalteter Speichereinrichtungen erforderlich. Der im Fahrzeug nur begrenzt zur Verfügung stehende Bauraum ist insoweit jeweils an das für das jeweilige Fahrzeug vorgesehene Antriebskonzept individuell anzupassen.
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Soll zum Beispiel ein bestimmter Kraftfahrzeugtyp mit mehreren alternativen Antriebssystemen im Markt angeboten werden, so sind für den Kraftfahrzeugtyp eine Vielzahl unterschiedlicher Bauraumkonzepte vorzuhalten. Da die für die verschiedenen Antriebskonzepte vorzugebenden Energiespeichereinrichtungen nicht nur hinsichtlich ihrer Größe, sondern auch hinsichtlich ihrer geometrischen Form bzw. hinsichtlich ihrer geometrischen Anpassbarkeit eine mitunter starke Variation des Bauraums erfordern, sind zur Verwirklichung unterschiedlicher Antriebe jeweils gesonderte Eingriffe in die Karosserie des Kraftfahrzeuges erforderlich.
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Die antriebsabhängige Ausgestaltung und Entwicklung als auch die Fertigung entsprechend individualisierter Kraftfahrzeugkarosserievarianten ist vergleichsweise aufwändig und kostenintensiv. Dies gilt umso mehr, wenn einzelne Antriebsvarianten nur in vergleichsweise geringer Stückzahl gefertigt werden.
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Aus der
DE 10 2011 122 101 A1 ist es bereits bekannt, Energiespeicher, etwa in Form von Benzintanks, Gasflaschen, Batterien und/oder Akkumulatoren in verschiedenen zentralen Bodenbereichen der Karosserie einzubringen. Hierbei können Energiespeicher im oder unter dem Kofferraum, unter einer Rücksitzbank, in einem Mitteltunnel, in einem Unterboden oder in einem Zwischenboden der Karosserie vorgesehen werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Konzept zur Unterbringung verschiedenartiger Speichereinrichtungen, insbesondere von Energiespeichereinrichtungen im Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches einen vergleichsweise geringen Eingriff in die Architektur und in den Aufbau der Kraftfahrzeugkarosserie darstellt und mittels welchem eine Kraftfahrzeugkarosserie besonders effizient und kosteneinsparend für unterschiedliche Antriebskonzepte konfigurierbar ist.
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Darüber hinaus soll die Schwerpunktlage der Kraftfahrzeugkarosserie, somit die des gesamten Kraftfahrzeugs zur Steigerung der Fahrsicherheit verbessert werden. Zudem hat die Erfindung bessere Fahrleistungen und eine gesteigerte Crash-Sicherheit zum Ziel. Durch die Erfindung soll ferner der Kraftfahrzeuginnenraum möglichst wenig durch das Vorsehen oder Bereitstellen unterschiedlicher Antriebskonzepte beeinflusst und dementsprechend verändert werden.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen
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Diese Aufgabe wird mit einem Tunnelmodul zur Einbindung in die Bodenstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie nach Patentanspruch 1, mit einer dementsprechenden Bodenstruktur nach Patentanspruch 8, mit einer Kraftfahrzeugkarosserie nach Patentanspruch 14 sowie mit einem Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind hierbei jeweils Gegenstand abhängiger Patentansprüche.
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Das demgemäß vorgesehene Tunnelmodul ist zur Einbindung in die Bodenstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie ausgebildet. Das Tunnelmodul weist hierbei zumindest einen Anbindungsabschnitt auf, mittels welchem das Tunnelmodul an der Kraftfahrzeugkarosserie, insbesondere an dessen Bodenstruktur befestigbar, bzw. in die Bodenstruktur integrierbar ist. Das Tunnelmodul weist ferner zumindest eine integrierte Speichereinrichtung auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug z. B. mit Energie versorgbar ist.
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Das Tunnelmodul bildet für sich genommen eine bauliche Einheit und ersetzt einen herkömmlichen Mitteltunnel der Bodenstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie. Indem das Tunnelmodul eine integrierte Speichereinrichtung aufweist, kann das Tunnelmodul als solches zunächst unabhängig von der eigentlichen Kraftfahrzeugkarosserie gefertigt und auf das jeweils für das Kraftahrzeug vorgesehene Antriebskonzept angepasst konfiguriert werden. Das Tunnelmodul selbst kann hierbei hinsichtlich seiner geometrischen Form an die jeweils vorgesehene Speichereinrichtung angepasst sein, während sein Anbindungsabschnitt typischerweise derart genormt ist, dass das Tunnelmodul mit der integrierten Speichereinrichtung in stets gleicher Art und Weise an einer ansonsten unveränderten und für sämtliche Fahrzeugtypen gleich ausgebildeten Bodenstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie befestigbar ist.
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Mit dem Tunnelmodul wird sozusagen ein modularer Aufbau der Bodenstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie bereitgestellt. So können die übrigen Komponenten einer Bodenstruktur, welche typischerweise zumindest eine Trägerstruktur und ein hieran angeordnetes Bodenblech aufweist, für unterschiedliche Antriebskonzepte eines Kraftfahrzeugs stets gleichbleibend und nahezu unverändert ausgebildet werden.
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Die für die unterschiedlichen Antriebskonzepte bereitzustellenden geometrischen Anpassungen etwa für eine jeweilige Speichereinrichtung kann sodann einzig und allein im Tunnelmodul abgebildet und dementsprechend im Tunnelmodul verwirklicht werden. So kann das Tunnelmodul z. B. zur Integration von Tanks für Benzin-, Diesel- oder Gas als auch zur Integration elektrischer Energiespeicher in Form von aufladbaren Batterien oder Akkumulatoren ausgebildet sein.
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Insoweit kann eine Vielzahl unterschiedlicher Tunnelmodule mit jeweils unterschiedlichen Speichereinrichtungen bereitgestellt werden, welche jedoch stets gleichbleibende bzw. genormte Anbindungsabschnitte zur Einbindung des jeweiligen Tunnelmoduls in die Bodenstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie aufweisen. Auf diese Art und Weise kann erreicht werden, dass die übrigen Komponenten der Karosseriebodenstruktur unabhängig vom jeweils vorzusehenden Antriebskonzept stets gleichbleibend ausgebildet und etwaige antriebsspezifische geometrische Anpassungen der Kraftfahrzeugkarosserie überwiegend oder sogar vollständig durch das Tunnelmodul bereitgestellt werden können.
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Die Integration einer Speichereinrichtung in oder am Tunnelmodul bringt ferner eine Anordnung der Speichereinrichtung in einem mittigen und vergleichsweise tiefliegenden Bereich der Kraftfahrzeugkarosserie mit sich. Auf diese Art und Weise können die Fahreigenschaften, die Fahrsicherheit als auch das Kollisions- und Crash-Verhalten des Kraftfahrzeugs verbessert werden.
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In dem das Tunnelmodul hinsichtlich seiner geometrischen Ausgestaltung an die Größe und Geometrie der jeweils vorzusehenden Speichereinrichtung angepasst ist, kann weiterhin ein bauraumoptimiertes Unterbringen der Speichereinrichtung in oder an der Bodenstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie erfolgen. So kann z. B. vorgesehen sein, dass ein einen Mitteltunnel darstellendes Tunnelmodul eine gewisse Bauhöhe in Fahrzeughochrichtung (z) aufweist und zumindest bereichsweise in einen oberhalb des Bodenblechs der Bodenstruktur liegenden Bereich hineinragt. Je nach Bauhöhe des Tunnelmoduls kann dies mitunter nachteilige Auswirkungen auf das im Kraftfahrzeuginnenraum zur Verfügung stehende Platzangebot haben.
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In dem das Tunnelmodul hinsichtlich seiner Größe und Formgebung jeweils individuell an eine z. B. antriebsspezifische Speichereinrichtung angepasst ist, kann die Bauhöhe des Tunnelmoduls jeweils auf die konkrete und vorgegebene geometrische Ausgestaltung der Speichereinrichtung angepasst werden. Insoweit kann die Bauhöhe des Tunnelmoduls zur Maximierung des Kraftfahrzeuginnenraumvolumens auf ein durch die jeweilige Speichereinrichtung vorgegebenes Minimum reduziert werden.
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Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Tunnelmodul einen Tunnelprofilabschnitt aufweist, in oder an welchem die Speichereinrichtung angeordnet ist. Der Tunnelprofilabschnitt ist zur Integration in die Bodenstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie vorgesehen und fungiert insbesondere als Mitteltunnel, wenn das Tunnelmodul in seiner Endeinbaulage an der Bodenstruktur, mithin an der Kraftfahrzeugkarosserie befestigt ist. Der Tunnelprofilabschnitt kann eine Art Einhausung und/oder Träger für die Speichereinrichtung bereitstellen und kann dem Tunnelmodul die erforderliche mechanische Festigkeit und Steifigkeit verleihen. Insoweit kann das Tunnelmodul einen bislang als Blechprofil im Bodenblech oder in der Bodenstruktur vorgesehenen und typischerweise als Stahlblech ausgestalteten Mitteltunnel funktional ersetzen.
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Der Tunnelprofilabschnitt kann insbesondere als Metallblechbauteil aus Stahl oder Aluminium ausgebildet sein. Alternativ ist denkbar, dass der Tunnelprofilabschnitt einen gegebenenfalls faserverstärkten Kunststoff oder Verbundwerkstoff, etwa auf Kohlenstoff- oder Graphitbasis aufweist.
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Insbesondere kann der Tunnelprofilabschnitt eine Trägerstruktur für das Tunnelmodul bereitstellen, die neben einer die Speichereinrichtung haltenden Funktion ferner zur mechanischen Stabilisierung und Lastübertragung innerhalb der Bodenstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie ausgebildet ist.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die Speichereinrichtung vollständig vom Tunnelprofilabschnitt umschlossen. Hierbei kann der Tunnelprofilabschnitt eine Einhausung oder eine Art Gehäuse für die Speichereinrichtung bilden. Der Tunnelprofilabschnitt kann die Speichereinrichtung insbesondere einkapseln und somit nicht nur eine Trägerstruktur für die Speichereinrichtung, sondern auch eine hermetische Trennung zwischen Kraftfahrzeuginnenraum und Speichereinrichtung bereitstellen.
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So kann der Tunnelprofilabschnitt insbesondere in einer Aussparung der Bodenstruktur bzw. des Bodenblechs der Kraftfahrzeugkarosserie zu liegen kommen und von unten durch das Bodenblech in einen oberhalb des Bodenblechs liegenden Bauraumbereich hineinragen. Indem die Speichereinrichtung vollständig vom Tunnelprofilabschnitt umschlossen ist, kann sie sich geometrisch betrachtet zumindest bereichsweise in einen Bereich oberhalb des Bodenblechs hinein erstrecken.
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Durch die Einhausung des Tunnelprofilabschnitts bleibt die Speichereinrichtung dort hermetisch vom Innenraum des Kraftfahrzeugs getrennt. Durch die Einkapselung bzw. durch das vollständige Umschließen der Speichereinrichtung vom Tunnelprofilabschnitt kann einem unkontrollierten Entweichen von Speichermaterial, etwa in Form von Kraftstoff, Gas oder anderen im Kraftfahrzeug mitgeführten Substanzen effektiv entgegengewirkt werden. Auch die Crash-Sicherheit des Kraftfahrzeugs kann somit gesteigert werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann ferner vorgesehen sein, dass der Tunnelprofilabschnitt eine nach oben geöffnete Aufnahme für die Speichereinrichtung bildet oder aufweist. In dieser Ausgestaltung kann der Tunnelprofilabschnitt beispielsweise eine Trägerstruktur für die Speichereinrichtung, etwa in Form einer Trägerschale aufweisen, die sich in einer Endmontageposition an der Bodenstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie im Wesentlichen vollständig unterhalb des Bodenblechs der Bodenstruktur befindet.
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Es kann hierbei vorgesehen sein, dass der Tunnelprofilabschnitt lediglich einen Einsatz zur Aufnahme der Speichereinrichtung bereitstellt, wobei die Speichereinrichtung selbst ein Gehäuse oder eine entsprechende Einhausung aufweist, die ein Entweichen von Speichermaterial in den Kraftfahrzeuginnenraum wirksam verhindern kann.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die Speichereinrichtung als Energiespeichereinrichtung ausgebildet und weist zumindest eine elektrische Batterie, insbesondere eine wiederaufladebare Batterie bzw. zumindest einen Akkumulator, einen Flüssigkraftstofftank und/oder einen Druckgastank auf. Hierbei kann ferner vorgesehen werden, dass das Tunnelmodul mit mehreren unterschiedlichen Energiespeichereinrichtungen, beispielsweise mit einer elektrischen Batterie und mit einem Flüssigkraftstofftank ausgestattet ist. Eine derartige Anordnung ist insbesondere für Hybridfahrzeuge von Vorteil, die sowohl eine elektrische Batterie als auch das Mitführen eines Kraftstoffs, etwa in Form von Benzin, Diesel, Flüssiggas oder Druckgas erfordern.
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Flüssigkraftstofftanks, etwa zur Aufnahme von Benzin oder Diesel als auch zur Aufnahme von Flüssiggas können vergleichsweise flexibel an unterschiedliche Bauraumerfordernisse der Kraftfahrzeugkarosserie und ihrer jeweiligen Bodenstruktur angepasst werden. Druckgastanks, wie sie etwa für komprimiertes Erdgas oder für Wasserstoff vorzusehen sind, weisen demgegenüber typischerweise eine vergleichsweise runde oder zylindrische Formgebung auf.
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Dadurch, dass das jeweilige Tunnelmodul insbesondere mit seinem Tunnelprofilabschnitt individuell an die unterschiedlichen Speichereinrichtungen angepasst ist, aber stets einen genormten Anbindungsabschnitt zur Befestigung an der Karosserie aufweist, können sämtliche, durch die jeweilige Speichereinrichtung bedingten baulichen Anpassungen und Veränderungen der Bodenstruktur und/oder der Karosserie nahezu ausschließlich oder gänzlich im Tunnelmodul abgebildet werden, so dass die übrigen Komponenten der Bodenstruktur antriebskonzeptunabhängig weitgehend unverändert beibehalten werden können.
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Die Speichereinrichtung kann alternativ jedoch auch als Tank für andere Substanzen, etwa für Katalysator- oder Rußpartikelfilterzusätze, so z. B. für synthetischen Harnstoff ausgebildet sein.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung sind der Anbindungsabschnitt und der Tunnelprofilabschnitt des Tunnelmoduls einstückig oder mehrteilig ausgebildet. So kann bei einer einstückigen Ausgestaltung das gesamte Tunnelmodul z. B. als Formteil oder Gussbauteil ausgestaltet sein, wobei die Speichereinrichtung z. B. in Form eines Flüssigkraftstofftanks in einem Hohlraum des geschlossen ausgestalteten Tunnelprofilabschnitts integriert sein kann. Bei anderen, etwa mehrteiligen Ausgestaltungen des Tunnelmoduls ist denkbar, dass der Tunnelprofilabschnitt eine Trägerstruktur für die Speichereinrichtung zur Verfügung stellt, welche mit angrenzenden Komponenten der Karosserie bzw. der Bodenstruktur verbindbar ist und diese dementsprechend mechanisch stabilisieren kann.
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Bei einer mehrteiligen Ausgestaltung ist ferner denkbar, dass die integrierte Speichereinrichtung lösbar im oder am Tunnelprofilabschnitt befestigbar ist. Auf diese Art und Weise ist ein vorgegebener Tunnelprofilabschnitt z. B. mit mehreren, jeweils unterschiedlich ausgestalteten, hinsichtlich ihrer geometrischen Form jedoch ähnlichen Speichereinrichtungen kombinierbar.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der Anbindungsabschnitt des Tunnelmoduls einen sich vom Tunnelprofilabschnitt weg erstreckenden und an einem Tunnelrandprofil der Karosserie bzw. der Bodenstruktur zur Anlage bringbaren Anbindungsfortsatz auf. In einer Endmontagekonfiguration an der Kraftfahrzeugkarosserie kann sich der Anbindungsfortsatz z. B. in Fahrzeugquerrichtung (y) erstrecken und von unten an das Tunnelrandprofil der Bodenstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie angrenzen. Typischerweise ist das Tunnelrandprofil als eine Art Hutprofil ausgestaltet, welches in Fahrzeughochrichtung (z) betrachtet vom Bodenblech verschlossen ist.
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Es ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass das Tunnelmodul an beiden, in Fahrzeugquerrichtung (y) gegenüberliegenden Endabschnitten jeweils einen nach außen, in Fahrzeugquerrichtung (y) ragenden Anbindungsfortsatz aufweist, wobei beide Anbindungsfortsätze jeweils mit einem Tunnelrandprofil der Karosserie verbindbar sind. Auf diese Art und Weise kann das Tunnelmodul eine unmittelbare strukturelle Verbindung zwischen den Tunnelrandprofilen der Bodenstruktur zur Verfügung stellen. Die strukturelle Verbindung zwischen den bodenstrukturseitig vorgesehenen Tunnelrandprofilen kann insbesondere durch den Tunnelprofilabschnitt des Tunnelmoduls bereitgestellt werden. Insoweit kann das Tunnelmodul mit seinem Tunnelprofilabschnitt zu einer erhöhten Verwindungssteifigkeit und mechanischen Stabilisierung der Bodenstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie beitragen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist das Tunnelmodul in einem Übergangsbereich von Anbindungsabschnitt und Tunnelprofilabschnitt einen Dichtungssockel zur abdichtenden Anordnung an der Karosserie auf. Der Dichtungssockel ist typischerweise gegenüber dem Anbindungsfortsatz in Fahrzeughochrichtung versetzt vorgesehen. Der Dichtungssockel kommt in Endmontagekonfiguration des Tunnelmoduls unmittelbar angrenzend zum Bodenblech zu liegen.
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Folglich kann der Höhenversatz zwischen dem Dichtungssockel und dem Anbindungsfortsatz in etwa der Aufbauhöhe des Tunnelrandprofils der Bodenstruktur entsprechen. Der Dichtungssockel dient insbesondere der Aufnahme eines oder mehrerer Dichtungselemente, so dass insbesondere der nach oben, in eine Aussparung des Bodenblechs hineinragende Tunnelprofilabschnitt gegenüber dem Bodenblech abgedichtet werden kann. Auf diese Art und Weise kann der oberhalb des Bodenblechs liegende Kraftfahrzeuginnenraum gegen ein Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit geschützt werden. Das Tunnelmodul kann hierbei nicht nur abdichtend in die Bodenstruktur integriert werden sondern und insbesondere auch den von oben an die Bodenstruktur, respektive an das Bodenblech angrenzenden Fahrzeuginnenraum nach außen, insbesondere nach unten hin abdichten.
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Um eine stets gleichbleibende und genormte Anbindung unterschiedlich ausgestalteter Tunnelmodule an der Bodenstruktur zu ermöglichen ist vorgesehen, dass die Vielzahl der hier denkbaren Tunnelmodule stets weitgehend identisch ausgebildete Anbindungsabschnitte mit Anbindungsfortsätzen sowie dementsprechend genormt ausgebildete Dichtungssockel aufweisen. Auf diese Art und Weise können die mit unterschiedlich konfigurierten Speichereinrichtungen, insbesondere mit unterschiedlichen Energiespeichereinrichtungen versehenen Tunnelmodule in einer stets gleichbleibenden Art und Weise an der Bodenstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie befestigt werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Tunnelmodul ferner zumindest eine im Bereich einer Fahrzeugmittelkonsole vorgesehene Innenraumkomponente aufweist und dementsprechend bereits vor einem Einbau in das Kraftfahrzeug, respektive vor einer Integration in dessen Bodenstruktur mit zumindest einer Innenraumkomponente bestückt ist. Als vorkonfigurierbar am Tunnelmodul anordenbare Innenraumkomponenten kommen insbesondere Teile einer Mittelkonsole, wie z. B. Schalt- oder Wählhebel, Betätigungseinheit für eine Feststellbremse, Cupholder, ein Staufach oder dergleichen infrage.
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Nach einem weiteren unabhängigen Aspekt ist schließlich eine Bodenstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie vorgesehen, die zumindest eine Trägerstruktur und zumindest ein hieran angeordnetes Bodenblech aufweist. Die Trägerstruktur kann z. B. einen oder mehrere, sich typischerweise in Fahrzeuglängsrichtung (x) erstreckende Längsträger sowie ein Schwellerprofil aufweisen. Ferner ist denkbar, dass die Trägerstruktur ein Tunnelrandprofil aufweist oder durch ein solches gebildet ist.
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Die Bodenstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie weist ferner ein zuvor beschriebenes Tunnelmodul auf, welches abdichtend zum Bodenblech angeordnet und mit der Trägerstruktur verbunden ist. In dem das Tunnelmodul mit einer integrierten und an das jeweilige Antriebskonzept des Kraftfahrzeugs angepassten, z. B. in Form einer Energiespeichereinrichtung implementierten Speichereinrichtung ausgebildet sein kann, kann die Bodenstruktur selbst für eine Vielzahl unterschiedlicher Antriebskonzepte mit Ausnahme des Tunnelmoduls im Wesentlichen gleichbleibend ausgestaltet werden. Lediglich durch Auswahl eines für das jeweilige Antriebskonzept vorgesehenen Tunnelmoduls kann die Bodenstruktur und somit die Kraftfahrzeugkarosserie individuell an die jeweiligen Bauraumanforderungen einer Speichereinrichtung, insbesondere an eine Energiespeichereinrichtung angepasst werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist die Bodenstruktur zumindest ein im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung (x) verlaufendes Tunnelrandprofil auf, an welchem das Tunnelmodul mit seinem Anbindungsabschnitt befestigt ist. Hierbei kann der Anbindungsabschnitt des Tunnelmoduls einen vom Tunnelprofilabschnitt nach außen ragenden, sich typischerweise in Fahrzeugquerrichtung (y) erstreckenden Anbindungsfortsatz aufweisen, mittels welchem der Tunnelprofilabschnitt und somit das Tunnelmodul am Tunnelrandprofil der Bodenstruktur befestigbar ist.
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Es kann hierbei insbesondere eine Schraubverbindung von Tunnelmodul und Bodenstruktur vorgesehen werden. Beispielsweise kann der Anbindungsabschnitt bzw. der Anbindungsfortsatz des Tunnelmoduls eine in Form eines Schraubenlochs ausgebildete Durchgangsöffnung aufweisen, mittels derer das Tunnelmodul mit dem Tunnelrandprofil verschraubt werden kann.
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Alternativ zu einer Schraubverbindung ist ferner denkbar, das Tunnelmodul und die Bodenstruktur stoffschlüssig miteinander zu verbinden. So kann die Verbindung von Bodenstruktur und Tunnelmodul auch durch Schweißen, Kleben oder Durchsetzfügen gebildet werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung grenzt das Tunnelmodul über seinen Dichtungssockel an eine Unterseite des Bodenblechs an. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass zumindest ein Dichtungselement zwischen dem Dichtungssockel und der Unterseite des Bodenblechs angeordnet ist. Das Dichtungselement ist insbesondere zwischen Dichtungssockel und Bodenblech einklemmbar, um eine ausreichende Dichtwirkung zwischen dem Tunnelmodul und angrenzenden Komponenten der Bodenstruktur bereitstellen zu können.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung erstrecken sich die Speichereinrichtung und/oder der Tunnelprofilabschnitt des Tunnelmoduls in einen oberhalb des Bodenblechs liegenden Bereich. Je nach vorgesehenem Antriebskonzept kann insbesondere in Abhängigkeit von der jeweils hierfür vorgesehenen Speichereinrichtung deren Platzbedarf variieren. Erfordert die für das Tunnelmodul vorgesehene Speichereinrichtung eine vergleichsweise große Aufbauhöhe, so kann das Tunnelmodul mit seiner Speichereinrichtung, die vom Tunnelprofilabschnitt umschlossen sein kann, dementsprechend hoch in den oberhalb des Bodenblechs liegenden Kraftfahrzeuginnenraum hineinragen.
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Für Speichereinrichtungen, die eine geringere Aufbauhöhe aufweisen, kann der Grad der Eindringung in den Kraftfahrzeuginnenraum entsprechend reduziert werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, dass das Tunnelmodul in Fahrzeugquerrichtung (y) betrachtet beidseitig mit dem Bodenblech der Bodenstruktur und/oder mit dem Tunnelrandprofil der Bodenstruktur verbunden ist. Hierbei ist insbesondere eine lastübertragende bzw. strukturelle Verbindung von Tunnelmodul und Bodenblech bzw. Tunnelrandprofil vorgesehen. Es ist ferner denkbar, dass das Tunnelmodul, insbesondere sein Tunnelprofilabschnitt eine strukturelle Verbindung zwischen in Fahrzeugquerrichtung (y) voneinander beabstandeten Längsträgerstrukturen der Bodenstruktur bereitstellt. Beispielsweise kann sich das Tunnelmodul zwischen in etwa in Fahrzeuglängsrichtung (x) erstreckenden Längsträgern der Bodenstruktur erstrecken und diese in Fahrzeugquerrichtung (y) strukturell miteinander verbinden.
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In einem weiteren unabhängigen Aspekt ist schließlich eine Kraftfahrzeugkarosserie vorgesehen, die zumindest ein zuvor beschriebenes Tunnelmodul bzw. eine zuvor beschriebene Bodenstruktur aufweist.
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Ferner ist nach einer weiteren Ausgestaltung ein Kraftfahrzeug vorgesehen, welches zumindest ein zuvor beschriebenes Tunnelmodul bzw. eine zuvor beschriebene Bodenstruktur, respektive eine demensprechend ausgestaltete Kraftfahrzeugkarosserie aufweist.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten werden in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Hierbei zeigen:
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1 eine schematische und ausschnittsweise Querschnittsdarstellung durch eine mit einem Tunnelmodul versehene Bodenstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie,
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2 eine alternative Ausgestaltung einer Bodenstruktur,
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3 eine weitere Ausführungsform eines Tunnelmoduls,
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4 ein mit einem Druckgastank versehenes Tunnelmodul in Einbausituation an einer Bodenstruktur und
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5 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs.
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Detaillierte Beschreibung
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Das in den 5 darstellte Kraftfahrzeug 1 weist eine selbsttragende Kraftfahrzeugkarosserie 2 mit einer Bodenstruktur 3 auf. Die Bodenstruktur 3 ist variabel mit einem unterschiedlich konfigurierbaren Tunnelmodul 20, 30, 40, 50 bestückbar, wie dies in den Querschnittdarstellungen der 1 bis 4 angedeutet ist.
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Die Bodenstruktur 3, wie sie in den 1 bis 5 ausschnittweise im Querschnitt entlang der Fahrzeughochachse (z) und entlang der Fahrzeugquerrichtung (y) dargestellt ist, weist ein im Wesentlichen eben ausgebildetes Bodenblech 12 auf, welches seitlich an ein inneres Schwellerprofil 16 angrenzt. Unterhalb des Bodenblechs 12 und seitlich beabstandet vom Schwellerprofil 16 kann ferner z. B. ein Abgasstrang 18 eines hier nicht näher dargestellten Verbrennungsmotors verlaufen.
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Die Bodenstruktur 3 weist ferner ein Tunnelrandprofil 14 auf, welches ein nach oben offenes und vom Bodenblech 12 verschlossenes Hut- oder C-Profil aufweist. In den Darstellungen der 1 bis 4 ist die Bodenstruktur 3 lediglich vom Fahrzeugrand bis etwa zur Fahrzeugmitte hin dargestellt. Es versteht sich von selbst, dass der vorliegend nicht gezeigte Teil der Bodenstruktur 3 eine ähnliche bzw. sogar symmetrische Ausgestaltung aufweist.
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Die in 1 dargestellte Bodenstruktur 3 ist ferner mit einem Tunnelmodul 10 bestückt, welches von unten in eine Aussparung 13 des Bodenblechs 12 hineinragt. Das Tunnelmodul 10 weist in der Ausgestaltung gemäß 1 einen geschlossenen und einen Hohlraum bildenden Tunnelprofilabschnitt 26 auf, welcher einstückig mit einem flanschartig nach außen abragenden Anbindungsabschnitt 20 verbunden ist.
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Im oder am Anbindungsabschnitt 20 ist ferner ein Anbindungsfortsatz 21 vorgesehen, welcher mit einer Durchgangsöffnung 22 versehen ist. Die Durchgangsöffnung 22 ist insbesondere als Schraubenloch ausgebildet, um den Anbindungsabschnitt 20 und somit das Tunnelmodul 10 mit dem Tunnelrandprofil 14 der Bodenstruktur 3 zu verbinden bzw. zu verschrauben. In Fahrzeughochrichtung (z) beabstandet vom Anbindungsfortsatz 21 ist ferner ein Dichtungssockel 23 vorgesehen, der zur Aufnahme zumindest eines Dichtungselements 24 ausgebildet ist.
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In der in 1 gezeigten Endmontagekonfiguration ist das Dichtungselement 24 zwischen dem Dichtungssockel 23 des Tunnelmoduls 10 und der Unterseite des Bodenblechs 12 eingeklemmt wenn der Anbindungsfortsatz 21, etwa mittels eines oder mehrerer Schraubbolzen mit dem Tunnelrandprofil 14 verbunden bzw. verschraubt ist.
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Der einen Hohlraum aufweisende Tunnelprofilabschnitt 26 ragt in der in 1 gezeigten Endmontagekonfiguration von unten in einen oberhalb des Bodenblechs 12 liegenden Bereich. Der vom Tunnelprofilabschnitt 26 gebildete Hohlraum fungiert hierbei als Speichereinrichtung 28, beispielsweise als Kraftstofftank zur Aufnahme eines Flüssigkraftstoffs. Der Tunnelprofilabschnitt 26 und der Anbindungsabschnitt 20 des Tunnelmoduls 10 sind in der Ausgestaltung gemäß 1 einstückig ausgebildet.
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Das Tunnelmodul 10 kann insoweit als Form- oder Gussteil ausgebildet sein und sinngemäß eine integrierte Speichereinrichtung 28, etwa in Form eines Kraftstofftanks aufweisen. Anstelle einer Ausgestaltung als Energiespeichereinrichtung kann die Speichereinrichtung 28 auch als Flüssigkeitstank 28 für z. B. Katalysator- oder Partikelfilterzusätze vorgesehen und dementsprechend als Harnstoff- oder Ureatank ausgebildet sein.
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Die alternative Ausgestaltung gemäß 2 sieht eine im Vergleich zur 1 weitreichend identisch ausgebildete Bodenstruktur 3, jedoch mit einem anderen Tunnelmodul 20 vor. Das Tunnelmodul 20 weist ebenso wie das Tunnelmodul 10 einen Anbindungsabschnitt 20 mit einem Anbindungsfortsatz 21 sowie mit einem Dichtungssockel 23 auf. Das Tunnelmodul 20 unterscheidet sich jedoch vom Tunnelmodul 10 hinsichtlich seiner Speichereinrichtung 38, die gemäß der Ausgestaltung nach 2 z. B. in Form einer aufladbaren Batterie ausgestaltet ist.
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Der Tunnelprofilabschnitt 26 des Tunnelmoduls 20 weist daher eine vom Tunnelprofilabschnitt 26 des Tunnelmoduls 10 abweichende Geometrie auf. Das Tunnelmodul 20 kann, wie in 2 dargestellt, einen Tunnelprofilabschnitt 26 aufweisen, welcher sich vollständig unterhalb des Bodenblechs 12 erstreckt und welcher somit eine Art Trägerstruktur für die integrierte Speichereinrichtung 38 bereitstellt.
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Der Tunnelprofilabschnitt 26 gemäß 2 kann jedoch für sich betrachtet eine von oben zugängliche bzw. nach obenhin geöffneter Aufnahme für die Speichereinrichtung 38 bereitstellen. Die Speichereinrichtung 38 ist hierbei am Tunnelprofilabschnitt 26 des Tunnelmoduls 20 befestigbar und kann mit einer ebenfalls am Tunnelprofilabschnitt 26 befestigbaren, gegebenenfalls aber lösbaren Abdeckung 27 gegenüber dem Kraftfahrzeuginnenraum abgetrennt sein.
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Eine derartige mehrteilige Ausgestaltung des Tunnelmoduls 20 ermöglicht z. B. ein Lösen der Abdeckung 27 auch nach einer Montage des Tunnelmoduls 20 an der Bodenstruktur 3, um einen Zugang zur als Energiespeicher ausgebildeten Speichereinrichtung 38 im Bedarfsfall bereitstellen zu können.
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Die Ausgestaltung eines Tunnelmoduls 40 gemäß 3 weist eine als Flüssiggastank ausgebildete Speichereinrichtung 48 auf. Die Speichereinrichtung 48 kann auch hierbei, ähnlich wie in 1, durch einen Hohlraum des Tunnelprofilabschnitts 26 bereitgestellt werden. In der Ausgestaltung gemäß 3 sind der Anbindungsabschnitt 20 und der Tunnelprofilabschnitt 26 jedoch nicht einteilig, sondern mehrteilig ausgebildet. Es ist hierbei denkbar, dass die als Gastank ausgestaltete Speichereinrichtung 48 lediglich mit seitlich und im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung (y) nach außen ragenden Anbindungsabschnitten 20 versehen ist, die eine abdichtende Montage des Tunnelmoduls an der Bodenstruktur 3 bereitstellen.
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Nach der Ausgestaltung eines Tunnelmoduls 50 gemäß 4 ist eine weitere als Energiespeicher ausgebildete Speichereinrichtung 58 vorgesehen, die eine hohlzylindrische Kontur oder Geometrie aufweist. Diese Speichereinrichtung 58 ist insbesondere als Druckgastank mit einem Druckbehälter 54 ausgebildet und kann einen in gasförmiger Form vorliegenden Kraftstoff, wie z. B. komprimiertes Erdgas oder molekularen Wasserstoff unter hohem Druck speichern. Hierbei kann der Tunnelprofilabschnitt 26 eine schalenartige Trägerstruktur für die Speichereinrichtung 58 bereitstellen.
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In dem sich der Tunnelprofilabschnitt 26 zwischen zumindest zwei in Fahrzeugquerrichtungen (y) voneinander beabstandeten Tunnelrandprofilen 14 erstreckt, kann der Tunnelprofilabschnitt 26 eine strukturelle sowie last- und kraftübertragende Verbindung zwischen den Tunnelrandprofilen 14 bereitstellen und hierbei gleichzeitig als Träger für die Speichereinrichtung 58 fungieren.
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Das in 4 schematisch dargestellte Tunnelmodul 50 kann ferner mit einer rechteckig oder kastenförmig ausgestalteten Abdeckung 27 versehen sein, um z. B. eine außerhalb der Speichereinrichtung 58 verlaufende Druckgasleitung 52 einzufassen. Des Weiteren kann die Abdeckung 27 die konkrete geometrische Form der Speichereinrichtung 58 kaschieren und ein in dem Kraftfahrzeuginnenraum hineinragender Mitteltunnelabschnitt eine typische Formgebung verleihen.
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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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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Karosserie
- 3
- Bodenstruktur
- 10
- Tunnelmodul
- 12
- Bodenblech
- 13
- Aussparung
- 14
- Tunnelrandprofil
- 16
- Schwellerprofil
- 18
- Abgasstrang
- 20
- Anbindungsabschnitt
- 21
- Anbindungsfortsatz
- 22
- Durchgangsöffnung
- 23
- Dichtungssockel
- 24
- Dichtungselement
- 26
- Tunnelprofilabschnitt
- 27
- Abdeckung
- 28
- Speichereinrichtung
- 30
- Tunnelmodulabschnitt
- 38
- Speichereinrichtung
- 40
- Tunnelmodul
- 48
- Speichereinrichtung
- 50
- Tunnelmodul
- 52
- Druckgasleitung
- 58
- Speichereinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011122101 A1 [0006]
