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Die Erfindung betrifft eine Hauptbodenstruktur für eine Karosserie eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens mit Heckantriebsaggregat, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Eine solche Hauptbodenstruktur ist beispielsweise bereits aus der
DE 198 21 107 C2 bekannt und umfasst einen Hauptboden, durch welchen die Fahrgastzelle in Fahrzeughochrichtung nach unten zumindest teilweise zu begrenzen ist. Üblicherweise sind bei Standard-Fahrzeugarchitekturen mit einem Antriebsaggregat in der Fahrzeugfront zur Erfüllung von Fahrzeugfunktionen meist mehrere Längsträgerstrukturen dezentral unterhalb des Hauptbodens angeordnet, während – wie bei der
DE 198 21 107 C2 – der zentrale Hauptbodenbereich tunnelförmig ausgebildet ist. Im mittleren Bereich des Hauptbodens ist demzufolge ein Tunnel vorgesehen, um Bauraum für Komponenten wie beispielsweise eine Abgasanlage, Teile eines Triebstrangs, eines Getriebes und/oder dergleichen zu schaffen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hauptbodenstruktur der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher Bauraum besonders effizient nutzbar ist, um dort beispielsweise von der Hauptbodenstruktur und insbesondere der Karosserie unterschiedliche Bauteile, wie beispielsweise Energiespeicher, zumindest teilweise anordnen zu können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Hauptbodenstruktur mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Hauptbodenstruktur der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher Bauraum besonders effizient, das heißt zumindest im Wesentlichen optimal genutzt werden kann, um dort beispielsweise einen Energiespeicher, wenigstens einen Kraftstofftank und/oder eine Batterie oder dergleichen zumindest teilweise darin anordnen zu können, ist erfindungsgemäß eine Oberschale vorgesehen, welche unter Ausbildung eines zentralen, das heißt im – bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung – mittleren Bereich der Hauptbodenstruktur angeordneten Längsträgers der Hauptbodenstruktur in Fahrzeughochrichtung von oben auf den Hauptboden aufgesetzt und über jeweilige Verbindungsbereiche mit dem Hauptboden verbunden ist.
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Durch den Hauptboden ist zusammen mit der Oberschale ein Hohlkammerprofil, das heißt wenigstens eine Hohlkammer des Längsträgers gebildet, wobei sich das Hohlkammerprofil in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeugquerrichtung jeweils durchgängig zwischen den jeweiligen Verbindungsbereichen erstreckt. Das Hohlkammerprofil weist beispielsweise seitliche Profilflanken und eine Profildeckfläche auf, über welche die seitlichen Profilflanken miteinander verbunden sind, wobei die seitlichen Profilflanken und die Profildeckfläche die Hohlkammer begrenzen. Mit anderen Worten begrenzen die seitlichen Profilflanken und die Profildeckfläche beispielsweise einen offenen Hohlquerschnitt, welcher vorzugsweise zumindest überwiegend und insbesondere vollständig durch den Hauptboden geschlossen und somit zu einem geschlossenen Hohlquerschnitt ergänzt ist.
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Unter der in Fahrzeugquerrichtung durchgängigen, unterbrechungsfreien Erstreckung des Hohlkammerprofils ist zu verstehen, dass in Fahrzeugquerrichtung zwischen den beiden seitlichen Profilflanken des Hohlkammerprofils keine Berührpunkte beziehungsweise Berührflächen vorgesehen sind, in beziehungsweise an welchen die Profildeckfläche den Hauptboden berührt. Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Hauptbodenstruktur werden zur Erfüllung von jeweiligen Funktionen keine Längsträgerstrukturen unterhalb des Hauptbodens benötigt, so dass beispielsweise durch Nutzung eines für Fahrzeugarchitekturen mit einem Heckantriebsaggregat verfügbaren Bauraums im zentralen Hauptbodenbereich ein besonders großer Bauraum geschaffen werden kann, in welchem Bauteile beziehungsweise Komponenten wie beispielsweise Energiespeicher, insbesondere für Fahrzeuge mit alternativen Antrieben, angeordnet werden können. Somit ist es möglich, im zentralen Hauptbodenbereich wenigstens einen Energiespeicher wie beispielsweise einen Kraftstofftank und/oder einen elektrischen Energiespeicher wie beispielsweise eine Batterie zumindest teilweise anordnen, das heißt, diese Bauteile bzw. Aggregate ragen zumindest teilweise in die Hohlkammer hinein, und dadurch besonders bauraumgünstig verstauen zu können bei gleichzeitiger Realisierung geringer äußerer Abmessungen der Hauptbodenstruktur. Unter dem zentralen Hauptbodenbereich ist der in Fahrzeugquerrichtung mittlere Bereich des Hauptbodens zu verstehen, wobei in diesem mittleren Bereich bei der erfindungsgemäßen Hauptbodenstruktur entsprechende Komponenten wie beispielsweise wenigstens ein Energiespeicher besonders vorteilhaft untergebracht werden können. Gleichzeitig kann durch die Bildung des Längsträgers mit dem Hohlkammerprofil eine besonders hohe Steifigkeit der Hauptbodenstruktur und somit der Karosserie insgesamt geschaffen werden.
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Bei Standard-Fahrzeugarchitekturen mit einem Frontantriebsaggregat sind meist mehrere Längsträgerstrukturen dezentral unterhalb des Hauptbodens angeordnet, um entsprechende Fahrzeugfunktionen zu erfüllen, während der zentrale Hauptbodenbereich tunnelförmig ausgebildet ist, um Bauraum für von der Hauptbodenstruktur und insbesondere der Karosserie unterschiedliche Bauteile zu schaffen. Dieser Bauraum wird für eine Fahrzeugarchitektur mit einem Heckantriebsaggregat, das heißt mit einem im Fahrzeugheck angeordneten Antriebsaggregat nicht benötigt und kann bei der erfindungsgemäßen Hauptbodenstruktur effektiv und beispielsweise zur Schaffung von zusätzlichem Bauraum insbesondere für Energiespeicher, insbesondere für alternative Antriebstechnologien, genutzt werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich das Hohlkammerprofil in Fahrzeuglängsrichtung durchgängig zwischen dem vordersten und hintersten Verbindungsbereich und in Fahrzeugquerrichtung durchgängig zwischen dem am weitesten links und dem am weitesten rechts angeordneten Verbindungsbereich, so dass Hohlkammerprofil beziehungsweise die Hohlkammer besonders groß ausgestaltet werden kann.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn zumindest die in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) seitlichen Verbindungsbereiche der Oberschale durch jeweilige Fügflansche gebildet sind, über welche die Oberschale in einer durch die Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) und in Fahrzeugquerrichtung aufgespannten Ebene mit dem Hauptboden verbunden ist. Die gedachte, in x-Richtung und y-Richtung aufgespannte Ebene wird daher üblicherweise auch als xy-Ebene bezeichnet, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass die seitlichen Fügflansche in der xy-Ebene angeordnet sind. Dadurch kann die Oberschale, welche beispielsweise einstückig oder mehrteilig ausgebildet ist, auf besonders einfache Weise in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) von oben auf den Hauptboden aufgesetzt und mit diesem verbunden, insbesondere verschweißt werden. Dabei ist es beispielsweise vorgesehen, dass die Oberschale und/oder der Hauptboden aus einem metallischen Werkstoff gebildet ist, wobei der Hauptboden einstückig oder mehrteilig ausgebildet sein kann.
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Ist die Oberschale einstückig ausgebildet, so kann ihre Teileanzahl gering gehalten werden, so dass die Oberschale besonders kostengünstig hergestellt und verbaut werden kann. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Oberschale mehrteilig ausgebildet ist und dabei eine Mehrzahl von separat voneinander ausgebildeten und miteinander verbundenen, insbesondere verschweißten, Schalenelementen umfasst.
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Ferner hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Innere des Hohlkammerprofils frei von von der Karosserie unterschiedlichen Bauteilen des Kraftwagens ist. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass sich keinerlei karosserie- beziehungsweise rohbaufremde Bauteile wie beispielsweise Abgasanlagenteile, Triebstrangteile, Getriebeteile, Leitungen etc. innerhalb des Hohlkammerprofils befinden. Zur Realisierung einer besonders hohen Steifigkeit ist es ferner vorzugsweise vorgesehen, dass das Hohlkammerprofil im in Fahrzeuglängsrichtung vorderen und im in Fahrzeuglängsrichtung hinteren Verbindungsbereich vollständig geschlossen ist.
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Vorteilhafterweise ist die in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Länge des zentralen Längsträgers flexibel an jeweilige benötigte Fahrzeug- beziehungsweise Karosserie- oder Hauptbodenstrukturlänge anpassbar, so dass auf besonders einfache und kostengünstige Weise unterschiedlich lange Längsträger beziehungsweise Oberschalen und somit unterschiedlich lange Hauptbodenstrukturen für Fahrzeuge unterschiedlicher Länge geschaffen werden können.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigen:
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1 eine schematische Querschnittsansicht durch eine Hauptbodenstruktur für eine Karosserie eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens mit Heckantriebsaggregat, mit einem Hauptboden und mit einer Oberschale, welche unter Ausbildung eines zentralen Längsträgers der Hauptbodenstruktur in Fahrzeughochrichtung von oben auf den Hauptboden aufgesetzt und über jeweilige Verbindungsbereiche mit dem Hauptboden verbunden ist, durch welchen zusammen mit der Oberschale ein Hohlkammerprofil des Längsträgers gebildet ist, das sich in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeugquerrichtung jeweils durchgängig zwischen den jeweiligen Verbindungsbereichen erstreckt;
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2 ausschnittsweise eine weitere schematische Querschnittsansicht durch die Hauptbodenstruktur im Bereich des zentralen Längsträgers;
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3 eine schematische Längsschnittansicht durch die Hauptbodenstruktur gemäß einer ersten Ausführungsform; und
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4 eine schematische Längsschnittansicht durch die Hauptbodenstruktur gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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1 zeigt in einer schematischen Querschnittsansicht eine Hauptbodenstruktur für eine Karosserie eines Personenkraftwagens mit Heckantriebsaggregat, mit einem Hauptboden 10, durch welchen die Fahrgastzelle der Karosserie in Fahrzeughochrichtung nach unten zumindest teilweise begrenzt ist. Der Hauptboden 10 ist beispielsweise einstückig ausgebildet und kann dabei durch ein sogenanntes Schließblech gebildet werden, so dass der Hauptboden beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff gebildet ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Hauptboden 10 mehrteilig ausgebildet ist und dabei eine Mehrzahl von Hauptbodenelementen beispielsweise in Form von jeweiligen Schließblechen umfasst, welche separat voneinander ausgebildet und miteinander verbunden, beispielsweise verschweißt, sind. Die Schließbleche sind beispielsweise durch eine in 1 nicht erkennbare vordere und/oder hintere Stirnwand der Karosserie gebildet. In 1 sind seitliche Längsträger 12 der Hauptbodenstruktur erkennbar, zwischen welchen sich der Hauptboden 10 erstreckt.
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Um nun herkömmlicher Weise in Standard-Fahrzeugarchitekturen verfügbaren Bauraum im zentralen Bereich unterhalb des Hauptbodens 10 besonders effizient zu nutzen, um dort einen maximalen Bauraum, insbesondere in Fahrzeugquerrichtung über die gesamte, in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Hauptbodenbreite zu schaffen, ist eine Oberschale 14 der Hauptbodenstruktur vorgesehen, wobei die Oberschale 14 einstückig oder mehrteilig ausgebildet ist.
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Aus 1 ist erkennbar, dass die Oberschale 14 unter Ausbildung eines zentralen Längsträgers 16 in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) von oben auf den Hauptboden 10 aufgesetzt und über jeweilige, in Zusammenschau mit 2 und 3 erkennbare Verbindungsbereiche 18, 20, 22 und 24 mit dem Hauptboden 10 verbunden ist. Aus 1 ist dabei zu erkennen, dass der zentrale Längsträger 16 bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) zumindest im Wesentlichen in der Mitte des Hauptbodens 10 und insbesondere der Hauptbodenstruktur insgesamt angeordnet ist, so dass der Längsträger 16 ein zentraler Längsträger ist. Ferner ist in Zusammenschau mit 3 erkennbar, dass der zentrale Längsträger 16 eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Länge aufweist, welche wesentlich größer als die in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Breite des zentralen Längsträgers 16 ist.
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Aus den 1 und 3 wird zudem deutlich, dass durch den Hauptboden 10 zusammen mit der Oberschale 14 ein durch eine jeweilige Schraffur verdeutlichtes Hohlkammerprofil 26 des Längsträgers 16 gebildet ist, welches sich in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeugquerrichtung jeweils durchgängig zwischen den jeweiligen Verbindungsbereichen 18 und 20 beziehungsweise 22 und 24 erstreckt. Das Hohlkammerprofil 26 ist somit ein zentrales Längsträgerprofil, welches sowohl in x-Richtung als auch in y-Richtung unterbrechungsfrei, das heißt durchgängig ist und seitliche Profilflanken 28 und 30 sowie eine Profildeckfläche 32 zwischen den Profilflanken 28 und 30 aufweist.
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Unter der in Fahrzeugquerrichtung durchgängigen Erstreckung ist zu verstehen, dass die Profildeckfläche 32 den Hauptboden 10 in Fahrzeugquerrichtung zwischen den seitlichen Verbindungsbereichen 18 und 20 nicht berührt. Unter der in Fahrzeuglängsrichtung durchgängigen Erstreckung ist zu verstehen, dass die Profildeckfläche 32 den Hauptboden 10 in Fahrzeuglängsrichtung zwischen den Verbindungsbereichen 22 und 24 nicht berührt, wobei – wie aus 3 und 4 erkennbar ist – der Verbindungsbereich 22 der in Fahrzeuglängsrichtung vorderste Verbindungsbereich und der Verbindungsbereich 24 der in Fahrzeuglängsrichtung hinterste Verbindungsbereich ist. Ferner ist aus 1 erkennbar, dass der Verbindungsbereich 18 beispielsweise der in Fahrzeugquerrichtung und bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung am weitesten rechts angeordnete und der Verbindungsbereich 20 der in Fahrzeugquerrichtung und bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung am weitesten links angeordnete Verbindungsbereich ist. Ferner befinden sich keinerlei Karosserie- beziehungsweise rohbaufremde Bauteile wie beispielsweise eine Abgasanlage, ein Triebstrang, ein Getriebe, Leitungen etc. im Inneren 34 des Hohlkammerprofils 26.
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3 zeigt die Hauptbodenstruktur gemäß einer ersten Ausführungsform, wobei 4 die Hauptbodenstruktur gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt. Um beide Ausführungsformen besonders kostengünstig herzustellen, ist die in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Länge des zentralen Längsträgers 16 flexibel, das heißt bedarfsgerecht an die jeweilige benötigte Länge der Hauptbodenstruktur und somit des Kraftwagens anpassbar.
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In 3 und 4 sind eine vordere Schließfläche 36 sowie eine hintere Schließfläche 38 des zentralen Längsträgerprofils (Hohlkammerprofil 26) zu erkennen, wobei das Hohlkammerprofil 26 an der vorderen Schließfläche 36 und der hinteren Schließfläche 38 jeweils vollständig geschlossen ist. Die Hauptbodenstruktur weist zur Erfüllung jeweiliger Funktionen keine Längsträgerstrukturen unterhalb des Hauptbodens 10 auf, so dass im zentralen Bereich unterhalb des Hauptbodens 10 Bauraum zumindest im Wesentlichen optimal genutzt werden kann, um darin besonders großen Bauraum zu realisieren. Vorliegend wird dieser Bauraum genutzt, um dort einen mit 40 bezeichneten Energiespeicher, insbesondere für einen alternativen Antrieb, anzuordnen. Bei dem Energiespeicher 40 handelt es sich beispielsweise um einen Kraftstofftank zum Speichern von flüssigem oder gasförmigem Kraftstoff. Alternativ kann es sich bei dem Energiespeicher 40 um eine Batterie handeln. Bei der Hauptbodenstruktur ist es somit möglich, den Energiespeicher 40 besonders effizient, das heißt bauraumsparend unterzubringen und gleichzeitig die äußeren Abmessungen der Hauptbodenstruktur und somit des Kraftwagens insgesamt gering halten zu können. Insbesondere ist es möglich, einen besonders großen Bauraum in Fahrzeugquerrichtung über die gesamte Hauptbodenbreite zu schaffen, um dabei auch besonders breite Komponenten wie beispielsweise den Energiespeicher 40 unterbringen zu können. In 3 und 4 ist die x-Richtung durch einen Richtungspfeil X veranschaulicht.
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Aus 1 und 2 ist besonders gut zu erkennen, dass die seitlichen Verbindungsbereiche 18 und 20 durch jeweilige Fügflansche 42 und 44 der Oberschale 14 gebildet sind. Über die Fügflansche 42 und 44 ist die Oberschale 14 mit dem Hauptboden 10 verbunden, insbesondere verschweißt, wobei die Fügflansche 42 und 44 in einer durch die x-Richtung und die y-Richtung aufgespannten, gedachten xy-Ebene angeordnet sind, so dass die Oberschale 14 mit dem Hauptboden 10 in dieser Ebene verbunden ist. Ferner ist in 2 ein Winkel α erkennbar, den die jeweilige Profilflanke 28 beziehungsweise 30 mit der xy-Ebene und somit beispielsweise mit dem Hauptboden 10 einschließt, welcher beispielsweise in der xy-Ebene angeordnet ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Winkel α zumindest 90 Grad beträgt und vorzugsweise – wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 dargestellt- größer als 90 Grad ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19821107 C2 [0002, 0002]
