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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Unterbau für ein Kraftfahrzeug. Aus
DE 2010 013 383 A1 ist eine Unterbaustruktur für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem beiderseits eines Mitteltunnels hintereinander vordere, mittlere und hintere Bodenbleche angeordnet sind, um einen Fußraum für Passagiere auf vorderen Sitzen, einen Fußraum für Passagiere auf hinteren Sitzen sowie unterhalb der vorderen Sitze einen zur Fahrzeugunterseite hin offenen Einbauraum für einen Energiespeicher, namentlich einen Kraftstofftank, zu schaffen. Dieser bekannte Aufbau ermöglicht zwar eine kompakte Konstruktion des Fahrzeugs, doch ist die Fertigung einigermaßen kostspielig, da die mittleren Bodenbleche tiefgezogen sind und zu ihrer Fertigung spezielle, nur für eine einzige Bauform der mittleren Bodenbleche brauchbare Tiefziehwerkzeuge benötigt werden. Wenn man die aus
DE 2010 013 383 A1 bekannte Konstruktion bei verschiedenen Fahrzeugmodellen einsetzen will, ist man entweder gezwungen, einheitliche Bodenbleche bei allen Modellen zu verwenden oder modellspezifische Tiefziehwerkzeuge bereitzustellen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Fahrzeug-Unterbaustruktur zu schaffen, die mit geringem Aufwand in diesen Varianten fertigbar ist und dafür keine oder nur ein Minimum an modellspezifischen Werkzeugen erfordert.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einer Fahrzeug-Unterbaustruktur mit einem Fahrgastzellen-Bodenbereich, der eine sich wenigstens unter einem Sitz erstreckende Untersitzplatte und wenigstens eine sich vor oder hinter dem Sitz erstreckende Fußplatte umfasst, wobei die Untersitzplatte sich auf einem höheren Niveau als die Fußplatte befindet, um unter der Untersitzplatte Einbauraum für einen Energiespeicher zu schaffen, der Höhenunterschied zwischen Fußplatte und Untersitzplatte durch wenigstens ein erstes rollgeformtes Profil überbrückt ist.
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Die Verwendung des rollgeformten Profils macht einen Ausgleich des Höhenunterschiedes durch Tiefziehen der Untersitzplatte oder der Fußplatte überflüssig. Wenn aber die Platten im Wesentlichen planar ausgebildet sein können, dann können sie unter Einsparung kostspieliger Tiefziehwerkzeuge einfach und preiswert aus Flachmaterial zugeschnitten werden. Dies ermöglicht auf einfache Weise eine Anpassung der Abmessungen von Fußplatte und Untersitzplatte an unterschiedliche Abmessungen verschiedener Fahrzeugmodelle. Auch das rollgeformte Profil kann zur Anpassung an unterschiedlich breite Modelle in jeweils benötigter Länge zugeschnitten werden. Allenfalls wenn der Höhenunterschied zwischen Untersitzplatte und Fußplatte von einem Modell zum anderen variiert, kann dies die Verwendung von Profilen mit unterschiedlichen Querschnitten erforderlich machen, doch auch diese können durch Rollformen auf einfache Weise und mit gering spezifischen Werkzeugen gefertigt werden.
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Um der Unterbaustruktur eine hohe Stabilität, insbesondere im Falle eines Seitenaufpralls, zu geben, können das erste und wenigstens ein zweites rollgeformtes Profil zu einem ersten Hohlprofil verbunden sein.
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Das erste und das zweite rollgeformte Profil können insbesondere jeweils einen Z-Querschnitt mit einem aufrechten Wandabschnitt und von einem oberen bzw. unteren Rand des Wandabschnitts in entgegengesetzte Richtungen abgewinkelten Flanschen aufweisen. Derartige Profile sind, auch mit eventuell modellspezifischen Höhen des Wandabschnitts bzw. Breiten der Flansche, durch Rollformen einfach und effizient zu fertigen.
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Ein drittes rollgeformtes Profil erstreckt sich vorzugweise zwischen den Wandabschnitten des ersten und des zweiten Profils, um das Hohlprofil innerlich zusätzlich zu versteifen.
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Vorzugsweise sind das erste und ein zweites Hohlprofil an einem vorderen und hinteren Rand der Untersitzplatte angeordnet, um die Unterbaustruktur an zwei in Fahrzeuglängsrichtung beabstandeten Stellen zu versteifen.
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Die beiden Hohlprofile können durch an ihren Enden befestigte Längsstreben zu einem Rahmen verbunden sein, der, ggf. zusammen mit der Untersitzplatte, als vorgefertigte Baugruppe schnell und effizient in die Unterbaustruktur eingefügt werden kann.
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Der oben erwähnte Sitz ist herkömmlicherweise an in Fahrzeugslängsrichtung orientierten Schienen verstellbar geführt. Indem wenigstens eine solche Schiene am ersten und am zweiten Hohlprofil verankert ist, kann sie selber zu einem stabilisierenden Bestandteil der Fahrzeug-Unterbaustruktur werden, der es erlaubt, an anderer Stelle Gewicht einzusparen.
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Ein Trägergurt, insbesondere zur Befestigung eines Energiespeichers, kann den Einbauraum unterqueren und am ersten und zweiten Hohlprofil verankert sein.
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Wenigstens das erste rollgeformte Profil, vorzugsweise auch andere rollgeformte Profile eines Hohlprofils, weisen ein an einem Schweller befestigtes Ende auf.
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Das Profil kann zwei Schweller auf gegenüberliegenden Seiten der Unterbaustruktur mit einander verbinden. Denkbar ist aber auch, dass das Profil sich lediglich zwischen einem Schweller und einem Getriebetunnel des Unterbaus erstreckt.
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Insbesondere wenn sich die Untersitzplatte im Wesentlichen über die gesamte Fahrzeugbreite, von einem Schweller zum gegenüberliegenden, erstreckt, kann es zweckmäßig sein, dass zwei auf verschiedenen Seiten einer Fahrzeugmittelebene liegende Abschnitte der Untersitzplatte sich auf unterschiedlichen Niveaus befinden, um, wenn vom Käufer des Fahrzeugs gewünscht, Platz für einen Höhenverstellmechanismus des Sitzes auf einer Seite der Fahrzeugmittelebene zu schaffen.
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Um solche auf unterschiedlichen Niveaus angeordnete Abschnitte der Untersitzplatte zu unterstützen, kann wenigstens das erste rollgeformte Profil ein Hilfsprofil tragen, das sich ausgehend von einem der Schweller unter dem höherliegenden Abschnitt der Untersitzplatte nur bis zur Fahrzeugmitte erstreckt.
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Alternativ kann unterhalb des tieferliegenden Abschnitts ein Teil wenigstens des ersten rollgeformten Profils, ggf. auch der anderen rollgeformten Profile, beseitigt sein, so dass die Querschnittsfläche dieses Profils unterhalb des tieferliegenden Abschnitts eine Teilfläche seines Querschnitts unterhalb des höherliegenden Abschnitts ist.
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In die Untersitzplatte kann eine Öffnung geschnitten sein, um von oben den Zugang zu dem darunter montierten Energiespeicher zu ermöglichen. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn der Energiespeicher ein Kraftstofftank ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Aus dieser Beschreibung und den Figuren gehen auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Kraftfahrzeugs, an dem eine erfindungsgemäße Unterbaustruktur schematisch dargestellt ist;
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2 eine auseinandergezogene Ansicht der Unterbaustruktur gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;
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3 einen Querschnitt durch die zusammengefügte Unterbaustruktur aus 2;
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4 eine perspektivische Ansicht eines Hohlprofilelements gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung;
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5 einen alternativen Aufbau des Hohlprofilelements gemäß der zweiten Ausgestaltung;
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6 einen schematischen Querschnitt durch den Fahrzeugunterbau gemäß der ersten Ausgestaltung;
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7 einen zu 6 analogen Querschnitt gemäß der zweiten Ausgestaltung; und
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8 einen zu 6 analogen Querschnitt gemäß einer dritten Ausgestaltung.
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1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Kraftfahrzeug, bei dem eine Seitenwand transparent dargestellt ist, um im Innern der Karosserie eine erfindungsgemäße Unterbaustruktur zeigen zu können.
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Zu der Unterbaustruktur gehört ein Schweller 1, der sich in an sich bekannter Weise unmittelbar unterhalb von Türen 2, 3 auf beiden Seiten der Karosserie erstreckt. In der Praxis ist der Schweller 1 ein aus zwei langgestreckten Profilen zusammengefügter Hohlkörper; die Figur zeigt lediglich ein inneres der beiden Profile mit zwei zur Fahrzeugaußenseite hin gewandten, mit dem nicht dargestellten zweiten Profil verschweißten Flanschen 4 und einem U-förmigen Profilabschnitt 5 zwischen den Flanschen 4, an dem eine vordere Fußplatte 6, eine hintere Fußplatte 7 und, über einen später noch genauer zu beschreibenden Rahmen, eine Untersitzplatte 8 befestigt sind. Die Untersitzplatte 8 erstreckt sich unterhalb von in der Figur nicht dargestellten vorderen Sitzen, d. h. Fahrer- und Beifahrersitz. Die vordere Fußplatte 6 begrenzt den Fußraum für Passagiere auf Fahrer- und Beifahrersitz, die hintere Fußplatte 7 den für Passagiere auf rückwärtigen Sitzen.
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In der 1 nicht dargestellte rechte Ränder der Platten 6, 7, 8 können spiegelbildlich zu den dargestellten linken Rändern an einem zweiten Schweller an der von dem Betrachter abgewandten rechten Seite der Karosserie befestigt sein. Bei einem Fahrzeug mit Frontmotor und Heck- oder Vierradantrieb können je zwei der Platten 6, 7, 8 spiegelbildlich beiderseits eines Getriebetunnels angeordnet sein und sich an diesem und jeweils einem der Schweller 1 abstützen.
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2 zeigt in einer auseinandergezogenen Ansicht die Unterbaustruktur für ein Fahrzeug mit Frontantrieb und ohne Getriebetunnel. Zwischen den sich spiegelbildlich gegenüberliegenden Schwellern 1 sind die bereits montierten Fußplatten 6, 7 dargestellt. Ein vorderes Hohlprofil 10, ein hinteres Hohlprofil 11 und zwei Längsstreben 12 sind zu einem starren rechteckigen Rahmen 13 zusammengefügt. Der Rahmen 13 ist vorgesehen, um zwischen die Schweller 1 eingefügt zu werden, so dass die Längsstreben 12 an den Schwellern 1 und die Hohlprofile 10, 11 jeweils an einem hinteren Rand der vorderen Fußplatte 6 bzw. einem vorderen Rand der hinteren Fußplatte 7 befestigt werden können. Die Untersitzplatte 8 ist zur Befestigung auf oberen Schenkeln der Hohlprofile 10, 11 und der Streben 12 vorgesehen. Sie kann wie gezeigt mit versteifenden Längsrippen 14 versehen sein.
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Im zusammengefügten Zustand begrenzen der Rahmen 13 und die Untersitzplatte 8 einen nach unten hin offenen Einbauraum, der vorgesehen ist, um einen Tank 15 des Fahrzeugs zum großen Teil aufzunehmen. An der Oberseite des Tanks 15 ist mittig ein Stutzen 16 mit abnehmbarem Deckel gebildet, durch den eine Kraftstoffpumpe und/oder ein Füllstandmesser in den Tank 15 eingesetzt ist. Um auf die Kraftstoffpumpe oder den Füllstandmesser im Bedarfsfall zu Reparaturzwecken zugreifen zu können, ohne den Tank 15 ausbauen zu müssen, ist in der Untersitzplatte 8 über den Stutzen 16 eine ebenfalls durch einen abnehmbaren Deckel 17 verschlossene Öffnung gebildet.
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An den oberen Flanken der Hohlprofile 10, 11 sind je vier Schraublöcher 18 zu sehen, die vorgesehen sind, um daran sich in Fahrzeuglängsrichtung über die Untersitzplatte 8 hinweg erstreckende Schienen 19 zu befestigen. Auf den Schienen 19 sind ein Fahrer- und ein Beifahrersitz, von denen in 1 jeweils nur ein Gestell 20 der Sitzfläche gezeigt ist, in fachüblicher Weise in Fahrzeuglängsrichtung verstellbar geführt. Indem die Schienen 19 jeweils an beiden Hohlprofilen 10, 11 fest verankert sind, tragen sie zur Steifigkeit der Fahrgastzelle im Kollisionsfall und damit zur Sicherheit der Insassen bei.
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3 zeigt einen Schnitt durch die Unterbaustruktur der 2 in Fahrzeuglängsrichtung, der den Aufbau der Hohlprofile 10, 11 verdeutlicht. Beide Hohlprofile 10, 11 sind im Wesentlichen identisch aufgebaut und umfassen hier jeweils insgesamt drei rollgeformte Profile 21, 22, 23. Die Profile 21, 22 haben jeweils einen in etwa Z-förmigen Querschnitt mit einem aufrechten Wandabschnitt 24 bzw. 25 und von einem oberen bzw. unteren Rand des Wandabschnitts 24, 25 in entgegengesetzte Richtungen abgewinkelten Flanschen 26 bis 29. Die Flansche 26, 27 an den unteren Rändern der Wandabschnitte 24, 25 der beiden Hohlprofile 10, 11 erstrecken sich jeweils in entgegengesetzte Richtungen, um eine Auflagefläche für den Rand der vorderen bzw. hinteren Fußplatte 6, 7 zu bilden. Die Flansche 28, 29 an den oberen Rändern der Wandabschnitte 24, 25 des Hohlprofils 10 laufen auf die entsprechenden Flansche 28, 29 des hinteren Hohlprofils 11 zu, um eine Auflagefläche für die Untersitzplatte 8 zu bilden.
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Das dritte Profil 23 hat einen zwischen die Flansche 26, 27 eingreifenden und mit beiden verschweißten unteren Flansch 30, einen sich vom unteren Flansch 30 aus zunächst am aufrechten Wandabschnitt 24 des Profils 21 entlang erstreckenden ersten aufrechten Wandabschnitt 31, einen am Wandabschnitt 25 des Profils 22 verschweißten zweiten aufrechten Wandabschnitt 32, einen dritten aufrechten Wandabschnitt 33, der wiederum am oberen Bereich des Wandabschnitts 24 anliegt, einen oberen Flansch 34 und jeweils die aufrechten Wandabschnitte 31, 32, 33 verbindende Zwischenabschnitte 35, 36. Der obere Flansch 34 liegt einer Unterseite des Flansches 28 an und kann an diesem ebenfalls verschweißt sein. In der hier gezeigten Ausgestaltung durchsetzen die Schraublöcher 18 beide Flansche 28, 34, so dass darin eingreifende, die Schienen 19 fixierende Schrauben 37 ausreichen können, um die Flansche 28, 34 starr miteinander zu verbinden.
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Die Profile 21, 22, 23 können durch Rollformen zunächst als Endlosmaterial vorgefertigt und dann in der für das zu fertigende Fahrzeugmodell benötigten Länge zugeschnitten werden. Dies ermöglicht die Verwendung gleicher Profile 21, 22, 23 bzw. Hohlprofile 10, 11 in Fahrzeugmodellen mit unterschiedlicher Breite.
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Der Tank 15 ist unter der Untersitzplatte 8 mit Hilfe von zwei Gurten 38, z. B. in Form von Stahlbändern, gehalten, die jeweils unterhalb von Fahrer- und Beifahrersitz in den Flanschen 27 der Profile 22 von vorderen und hinteren Hohlprofilen 10, 11 verankert sind.
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6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Unterbaustruktur in Höhe der Untersitzplatte 8. Der Tank 15 ragt nach unten über die Längsstreben 12 des Rahmens 13 hinaus, seine Bodenfläche liegt in etwa in Höhe der Unterkanten der unteren Flansche 4 der Schweller 1. An einer Seite ist am Tank 15 eine Aussparung gebildet, um zwischen ihm und dem benachbarten Schweller 1 Platz für ein Auspuffrohr zu schaffen. Der Platz zwischen Fahrer- bzw. Beifahrersitz 39 und Untersitzplatte 8 ist ausreichend, um dort die Schienen 19 unterzubringen, er lässt aber keine Höhenverstellung der Sitze 39 zu.
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Um eine Höhenverstellung wenigstens eines der Sitze 39 zu ermöglichen, muss die Untersitzplatte 8 unter diesem Sitz tiefer platziert werden, wie in 7 am Beispiel des linken Sitzes 39, typischerweise des Fahrersitzes, gezeigt. Die Höhe des Tanks 15 ist hier entsprechend der zur Unterbringung eines Höhenverstellmechanismus 40 für den Sitz 39 benötigten Höhe reduziert. Entsprechend muss unter diesem Sitz auch die Höhe der Hohlprofile 10, 11 reduziert sein.
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Dies kann, wie die perspektivische Ansicht des hierfür angepassten vorderen Hohlprofils 10 in 4 verdeutlicht, dadurch erreicht werden, dass die Profile 21, 22, 23, soweit sie sich unter dem höhenverstellbaren Sitz 39 erstrecken, jeweils oberhalb des Zwischenabschnitts 35 des Profils 23 abgeschnitten sind und die Untersitzplatte 8, wie in 6 dargestellt, Abschnitte 41, 42 auf unterschiedlichen Niveaus aufweist. Der tieferliegende Abschnitt 41 stützt sich auf den Zwischenabschnitten 35 der Hohlprofile 10, 11 ab, und auch die Schienen 19 des linken Sitzes 39 sind an den Zwischenabschnitten 35 über entsprechende Löcher 18 verschraubt. Um die in dieser Weise querschnittsreduzierten Hohlprofile 10, 11 zu stabilisieren, können die aneinanderstoßenden Kanten des Zwischenabschnitts 35 und des Wandabschnitts 25 aneinander verschweißt sein; möglich ist aber auch, wie in 4 gestrichelt angedeutet, ein Hilfsprofil 43 anzubringen, das den Stoß zwischen den Kanten des aufrechten Wandabschnitts 25 und des Zwischenabschnitts 35 überdeckt und an beiden befestigt ist.
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Alternativ kann auch ein mehrteiliges Hohlprofil 10 wie in 5 gezeigt zum Einsatz kommen. Dieses umfasst ein unteres, hier aus einem einigen Blechstreifen einteilig rollgeformtes Hohlprofilelement 44, das sich über die gesamte Breite des Fahrzeugs von einem Schweller 1 zum anderen erstreckt und das auf einer Seite der Fahrzeugmitte den tieferliegenden Abschnitt 41 der Untersitzplatte trägt, und ein oberes, hier mehrteilig zusammengefügtes oberes Hohlprofilelement 45, das auf der anderen Seite der Fahrzeugmitte auf das untere Hohlprofilelement 44 aufgesetzt ist und den höherliegenden Abschnitt 42 trägt.
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Selbstverständlich kann ein Höhenverstellmechanismus 40 auch unter beiden Sitzen vorgesehen sein; dann befinden sich, wie in 8 gezeigt, beide Abschnitte 41, 42 der Untersitzplatte 8 auf einem tieferen Niveau.
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Da zur Fertigung der verschiedenen Varianten keinerlei Tiefziehwerkzeuge benötigt werden, können nicht nur verschiedene Karosseriemodelle in unterschiedlicher Breite, sondern auch Varianten eines gleichen Modells mit oder ohne Höhenverstellung der Sitze 39 wirtschaftlich und preiswert gefertigt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schweller
- 2
- Tür
- 3
- Tür
- 4
- Flansch
- 5
- unterer Profilabschnitt
- 6
- vordere Fußplatte
- 7
- hintere Fußplatte
- 8
- Untersitzplatte
- 9
- Auspuffrohr
- 10
- vorderes Hohlprofil
- 11
- hinteres Hohlprofil
- 12
- Längsstrebe
- 13
- Rahmen
- 14
- Längsrippen
- 15
- Tank
- 16
- Stutzen
- 17
- Deckel
- 18
- Schraubloch
- 19
- Schiene
- 20
- Gestell
- 21
- Profil
- 22
- Profil
- 23
- Profil
- 24
- aufrechter Wandabschnitt
- 25
- aufrechter Wandabschnitt
- 26
- Flansch
- 27
- Flansch
- 28
- Flansch
- 29
- Flansch
- 30
- unterer Flansch
- 31
- erster aufrechter Wandabschnitt
- 32
- zweiter aufrechter Wandabschnitt
- 33
- dritter aufrechter Wandabschnitt
- 34
- oberer Flansch
- 35
- Zwischenabschnitt
- 36
- Zwischenabschnitt
- 37
- Schrauben
- 38
- Gurt
- 39
- Sitz
- 40
- Höhenverstellmechanismus
- 41
- Abschnitt
- 42
- Abschnitt
- 43
- Hilfsprofil
- 44
- Hohlprofilabschnitt
- 45
- Hohlprofilabschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2010013383 A1 [0001, 0001]
