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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 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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Aus der
DE 101 10 163 A1 ist eine gattungsgemäße Karosseriestruktur bekannt, bei der der heckseitige Laderaum mit einem Boden-Blechteil begrenzt ist, das durch Karosserie-Längsträger verstärkt ist. Diese erstrecken sind in der Fahrzeuglängsrichtung nach hinten bis in Anlage mit einem Heckabschlussteil. Jeder der seitlich hinteren Bodenbereiche des Heckteils ist durch ein darunter angeordnetes, in etwa U-förmiges, hohlträgerartiges Verstärkungsprofil ausgesteift.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Karosseriestruktur für ein Fahrzeug bereitzustellen, bei dem die Querversteifung unter Bauteilreduzierung 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 ist gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 zur Querversteifung des Fahrzeughecks zumindest ein Verstärkungsprofil vorgesehen, das sich zwischen dem Karosserie-Längsträger, dem Heckabschlussteil und dem Boden-Blechteil abstützt.
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Das Verstärkungsprofil kann in einfacher Konstruktion ausgeführt sein und als ein Knotenblech äußerst effizient und gewichtsgünstig eine erhöhte Verwindungssteifigkeit der Karosserie des Kraftfahrzeugs bzw. eine Steigerung dessen Eigenfrequenz bewirken. Zudem ist es einfach in stoffschlüssiger Verbindungstechnik in die Aufbaustruktur einfügbar.
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Der jeweilige Karosserie-Längsträger, das Heckabschlußteil und das Boden-Blechteil kann unter Bildung eines Inneneckbereiches zusammenlaufen, in dem das Verstärkungsprofil eingesetzt ist. Zudem kann der jeweilige Karosserie-Längsträger heckseitig ein Schottblechteil aufweist, so dass der Karosserie-Längsträger über sein Schottblechteil am Heckabschlußteil befestigt, das heißt verschweißt ist.
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In einer technischen Realisierung kann das Verstärkungsprofil mit dem Schottblechteil des Karosserie-Längsträgers, mit dem Heckabschlussblechteil und mit dem Boden-Blechteil stoffschlüssig verbunden sein. Dabei wird eine besonders hohe Verbindungssteifigkeit erzielt, wenn das Schottblechteil des Karosserie-Längsträgers, das Verstärkungsprofil und das Heckabschlußteil unter Bildung eines Dreilagenaufbaus miteinander verbunden, insbesondere verschweißt sind.
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In konstruktiv und fertigungstechnisch einfacher Weise kann das Verstärkungsprofil mit einem flächigen Basisabschnitt mit dem Schottblechteil und dem parallel dazu verlaufenden Heckabschlussblechteil verbunden sein. Außerdem kann das Verstärkungsprofil einen abgewinkelten Flanschabschnitt aufweisen, der mit dem Boden-Blechteil verbunden ist.
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Dabei kann besonders zweckmäßig der Flanschabschnitt des Verstärkungsprofils gekrümmt ausgebildet sein und an die Seitenwände einer Reserveradmulde des Boden-Blechteils angepasst sein und somit zuverlässig und großflächig auftretende Verwindungskräfte zu den Karosserie-Längsträgern hin abstützen.
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Schließlich kann besonders bevorzugt das Verstärkungsblechteil durch Punktschweißen mit dem Heckabschlussblechteil und/oder den Schottblechteilen und/oder dem Boden-Blechteil verbunden und/oder in einer Blechdicke von ca. 2mm in Umformtechnik hergestellt sein.
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In einer Ausführungsvariante kann lediglich ein Verstärkungsprofil in der Fahrzeugkarosserie verbaut sein. In diesem Fall erstreckt sich das Verstärkungsprofil in der Fahrzeugquerrichtung zwischen den beiden Karosserie-Längsträger. Dagegen ist es im Hinblick auf eine Reduzierung des Baugewichts sowie eine Bauraum-Steigerung vorteilhalft, wenn zwei in der Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete separate Verstärkungsprofile vorgesehen sind.
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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 in einer raumbildlichen Ansicht von schräg unten sowie in der Fahrzeuglängsrichtung nach hinten eine heckseitige Karosseriestruktur für ein Personenkraftfahrzeug, mit seitlichen Längsträgern, einem Boden-Blechteil, einem Heckabschlussblechteil und Verstärkungsblechen, die jeweils zwischen Boden-Blechteil und den Längsträgern eingesetzt sind;
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3 eines der Verstärkungsprofile aus der 1 oder 2 in vergrößerter, raumbildlicher Darstellung; und
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4 eine Teilschnittdarstellung entlang der Schnittebene I-I aus der 3.
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In der 1 ist, soweit es zum Verständnis des Erfindungsgegenstands erforderlich ist, eine heckseitige Karosseriestruktur 1 für ein Fahrzeug dargestellt, bei dem der heckseitige Laderaum durch ein Boden-Blechteil 6 sowie in der Fahrzeuglängsrichtung x nach hinten durch ein Heckabschlußblechteil 7 mit einer oberen Ladekante 7a begrenzt ist. Das Boden-Blechteil 6 geht in der Fahrzeugquerrichtung y nach außen jeweils in ein Radhaus 9 über. Jedes der beiden Radhäuser 9 weist eine das Radhaus nach oben begrenzende Umfangswand auf, an die sich seitlich außen eine Fahrzeug-Seitenwand 16 anschließt. Im Fahrbetrieb, zum Beispiel bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeuges, kann die heckseitige Karosseriestruktur 1 mit einem Drehmoment M (1) bzw. Querschwingungen belastet werden, die um die Fahrzeuglängsmittelachse A ausgerichtet sind. Um für einen solchen Verwindungsfall eine erhöhte Steifigkeit vorzusehen, sind die später beschriebenen Verstärkungsprofile 12 vorgesehen.
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In der in der 1 und 2 gezeigten Karosseriestruktur 1 verlaufen innerhalb von seitlichen Schwellern 2 (nur in der 2 linksseitig ersichtlich) sowie unterhalb des Boden-Blechteils 6 die Karosserie-Längsträger 3.
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Das Boden-Blechteil 6 weist heckseitigen zwischen den Karosserie-Längsträgern 3 eine an einen Querträger 5 (2) anschließende Reserveradmulde auf, die am heckseitigen Ende in das quer verlaufendes Heckabschlussblechteil 7 übergeht.
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Das Heckabschlussblechteil 7 ist ferner mit Schottblechteilen 8 verschweißt, die an die Karosserie-Längsträger 3 angeformt oder angeschweißt sind und gegebenenfalls die Deformationselemente (nicht dargestellt) für den heckseitigen Stoßfänger des PKW tragen.
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An die Karosserie-Längsträger 3 sind neben dem Boden-Blechteil 6 und der Reserveradmulde in bekannter Weise die Radhausblechteile 9, seitliche Abschlussbleche 10, die C-Säule 11, etc. der Karosserie angeschlossen, wobei diese mit den in Unterbodenebene abgewinkelten Anschlussflanschen 3a der Längsträger 3 entsprechend fest verschweißt sind.
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Zwischen der jeweiligen, gekrümmt ausgebildeten Seitenwand 6a (1) der Reserveradmulde, dem in etwa quadratisch ausgebildeten Schottblechteil 8 des Längsträgers 3 und dem Heckabschlussblechteil 7 ist jeweils ein Inneneckbereich gebildet, in dem das Verstärkungsprofil 12 eingesetzt ist, das in der 3 im Detail dargestellt ist.
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Das Verstärkungsprofil 12 aus Stahlblech mit einer Materialstärke von ca. 2mm ist in Umformtechnik (zum Beispiel durch Tiefziehen) hergestellt und weist gemäß der 3 eine glattflächige Basis 19 und einen ca. 90° dazu abgewinkelten Flansch 20 auf.
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Der Flansch 20 ist dabei in Anpassung an die muldenförmige Kontur der Seitenwände 6a der Reserveradmulde gekrümmt ausgeführt und liegt dementsprechend bündig an diesen an.
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Das Verstärkungsprofil 12 ist durch Punktschweißverbindungen 13, wie aus der 3 ersichtlich, mit dem Schottblechteil 8, mit dem Heckabschlussblechteil 7 und mit der Seitenwand 6a des Boden-Blechteils 6 stoffschlüssig verschweißt.
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Dabei überdeckt die Basis 19 das Schottblechteil 8 und das Heckabschlussblechteil 7, während der abgewinkelte Flansch 20 an der Seitenwand 6a der Reserveradmulde anliegt bzw. mit diesen verschweißt ist.
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In der 3 sind zudem die drei Befestigungsabschnitte 12a bis 12c des Verstärkungsprofils 12 hervorgehoben. Von diesen ist der erste Befestigungsabschnitt 12a des Verstärkungsprofilteils 12 an dem Heckabschlußteil 7 angebunden, während der zweite Befestigungsabschnitt 12b an dem Schottblechteil 8 des Karosserie-Längsträgers 3 und der dritte Befestigungsabschnitt 12c am Boden-Blechteil 6 angebunden ist. Wie aus der Teilschnittdarstellung der 4 hervorgeht, weist das Schottblechteil 8 des Karosserie-Längsträgers 3 einen Montageabschnitt 17 auf, der mit dem zweiten Befestigungsabschnitt 12b des Verstärkungsprofils 12 und dem Heckabschlußteil 7 unter Bildung eines Dreilagenaufbaus punktverschweißt ist.
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Die jeweilige Anzahl der Schweißpunkte 13 kann sich nach den konstruktiv sich ergebenden Anforderungen richten; gegebenenfalls können die zeichnerisch dargestellten Punktschweißverbindungen 13 ausreichen. Abhängig von der Zugänglichkeit der Bauteile 6, 7, 8 bzw. der Verstärkungsprofile 12 können auch andere Schweißverfahren zum Beispiel in Form von Schweißnähten angezeigt sein.
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Es versteht sich, dass das in der 3 dargestellte, linke Verstärkungsprofil 12 auf der rechten Fahrzeugseite zumindest im Wesentlichen spiegelbildlich gleich ausgeführt ist.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere können die beiden Verstärkungsblechprofile 12 baulich anders, zum Beispiel ohne Flansch 20 konzipiert sein.
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Maßgeblich ist die als Knotenblech wirkende Verbindung der Verstärkungsprofile 12 jeweils zwischen den Seitenwänden 6a der Reserveradmulde, den Schottblechteilen 8 der Längsträger 3 und dem Heckabschlussblechteil 7, wodurch eine in der Verwindungssteifigkeit und in ihrer Eigenfrequenz verbesserte Aufbaustruktur 1 der Karosserie des Fahrzeugs geschaffen ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10348354 A1 [0003, 0003]
- DE 10110163 A1 [0004]
