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HINTERGRUND
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(a) Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Unterrahmensystem für ein Fahrzeug, das die Steifigkeit erhöht und das Gewicht verringert, indem ein Kohlenstofffaser-Verbundmaterial verwendet wird.
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(b) Hintergrund
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Im Allgemeinen werden ein Bodenseiten-/Querelement, ein mittleres/hinteres Bodenelement und ein Seitenabdichtungs-/Seitenelement, die getrennt hergestellt werden, getrennt geschweißt, um einen herkömmlichen Stahl-BIW-Unterrahmen herzustellen, und ein Verbindungsquerelement wird mit einer offenen Profilfläche ausgebildet. Insbesondere wird ein Verbindungsabschnitt des mittleren/hinteren Bodenelements durchgeschnitten (z. B. geteilt) und dadurch nimmt der Elemente, die eine Verbindungsstruktur bilden, zu, wobei sich ein Öffnungsabschnittselement mit teilweise einer offenen Profilfläche bildet (z. B. wird eine geschlossene Profilfläche durchgeschnitten). Dadurch wird ein Bodenelement nicht durchgängig verbunden, was eine unregelmäßige Steifigkeit verursacht und die Festigkeit schwächt. Ferner sind mehrere Elemente zur Verbindung eines Seitenabdichtungs-/Seitenelements/Querelements erforderlich, so dass bei einem Seitenaufprall des Fahrzeugs aufgrund der offenen Profilfläche des Querelements starke Verformungen auftreten können.
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Die obige Beschreibung der verwandten Technik der vorliegenden Erfindung dient nur zum besseren Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung und ist nicht dahingehend auszulegen, dass sie in dem dem Fachmann bekannten Stand der Technik enthalten ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Unterrahmensystem für ein Fahrzeug enthalten: einen aus Kohlenstofffaser-Verbundmaterialien gebildeten Hauptrahmen in Form eines geschlossenen Vierecks, von dem ein vorderer Teil ein vorderes Stoßstangenelement sein kann, von dem beide Seiten Seitenelemente sein können, die am Hauptrahmen von vorne nach hinten verlaufen (z. B. sich am Hauptrahmen von vorne nach hinten erstrecken), und von dem ein hinterer Teil ein hinteres Stoßstangenelement sein kann; ein vorderes Querelement aus Kohlenstofffaser-Verbundmaterialien, das sich entlang der Breitenrichtung des Fahrzeugs erstrecken und den vorderen Abschnitt beider Seitenelemente des Hauptrahmens verbinden kann, und ein hinteres Querelement, das den hinteren Abschnitt der Seitenelemente verbinden kann; und ein zusätzliches Seitenelement aus Kohlenstofffaser-Verbundmaterialien, das sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstrecken und mit dem Seitenelement des Hauptrahmens verbunden sein kann.
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Ein hinteres Ende des zusätzlichen Seitenelements kann sich entlang dem hinteren Stoßstangenelements eines Hauptrahmens erstrecken und ein zusätzliches hinteres Element aus Kohlenstofffaser-Verbundmaterialien bilden. Das zusätzliche Seitenelement kann paarweise bereitgestellt sein und das hintere Ende jedes zusätzlichen Seitenelements kann über das zusätzliche hintere Element aus Kohlenstofffaser-Verbundmaterialien verbunden oder integral ausgebildet sein. Das zusätzliche Seitenelement kann mit dem äußeren Ende des Seitenelements verbunden sein.
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Das zusätzliche hintere Element kann in enger Nähe (z. B. neben) entlang dem unteren Ende des hinteren Stoßstangenelements verbunden sein. Ein Federstahlblech, auf dem die Aufhängungsfeder des Hinterrades sitzt, kann mit dem unteren Ende des zusätzlichen hinteren Elements verbunden sein. Außerdem kann ein Federstahlblech, auf dem die Aufhängungsfeder des Hinterrades sitzt, mit dem unteren Ende des zusätzlichen hinteren Elements verbunden sein, wo das zusätzliche hintere Element und das hintere Stoßstangenelement verbunden sind. Das untere Ende eines elements aus Kohlenstofffasermaterialien kann mit dem oberen Ende des hinteren Stoßstangenelements, das dem Federstahlblech entspricht, verbunden sein.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele, die in den beiliegenden Zeichnungen nur beispielhaft dargestellt sind, nachstehend ausführlich beschrieben und schränken somit die vorliegende Erfindung nicht ein; es zeigen:
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1 eine beispielhafte Ansicht eines Hauptrahmens eines Unterrahmensystems für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 eine beispielhafte Ansicht von unten eines Unterrahmensystems für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3 eine beispielhafte Schnittansicht eines Elements eines Unterrahmensystems für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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4 einen beispielhaften Graphen, der die Wirkungen eines Unterrahmensystems für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 eine beispielhafte Draufsicht eines Unterrahmensystems für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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6 eine beispielhafte Ansicht eines auf ein Fahrzeug angepasstes Unterrahmensystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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7 bis 9 beispielhafte Ansichten der Lastübertragungsabläufe auf Basis eines Federstahlblechs in einem Unterrahmensystem für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht unbedingt maßstäblich sind, da sie eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener bevorzugter Merkmale zeigen, die für die Grundlagen der Erfindung beispielhaft sind. Die hierin offenbarten spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung die z. B. bestimmte Abmessungen, Ausrichtungen, Orte und Formen umfassen, werden zum Teil durch die besondere vorgesehene Anwendung und die Umgebungsbedingungen am Einsatzort bestimmt. In den Figuren kennzeichnen identische Bezugszeichen gleiche oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung in den verschiedenen Figuren der Zeichnung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es versteht sich, dass der Begriff ”Fahrzeug” oder ”fahrzeugtechnisch” oder andere ähnliche hierin verwendete Begriffe allgemein Kraftfahrzeuge betreffen, wie Personenkraftwagen, einschließlich Komfort-Geländewagen (sports utility vehicles; SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wassermotorfahrzeuge einschließlich verschiedene Boote und Schiffe, Luftfahrzeuge und dgl. und auch Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (an der Steckdose aufladbar), Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und andere Fahrzeuge für alternative Kraftstoffe (z. B. Kraftstoffe, die aus anderen Ressourcen als Erdöl gewonnen werden) umfasst.
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Die hierin verwendete Terminologie hat den Zweck, nur bestimmte Ausführungsformen zu beschreiben und soll die Erfindung nicht einschränken. Wie hierin verwendet sollen die Singularformen ”einer, eine, eines” und ”der, die, das” auch die Pluralformen umfassen, sofern der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes angibt. Außerdem versteht es sich, dass die Begriffe ”aufweisen” und/oder ”aufweisend” bei Verwendung in dieser Beschreibung das Vorhandensein angegebener Merkmale, ganzzahliger Größen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile angibt, aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzzahliger Größen, Schritte, Operationen, Elemente Bauteile und/oder Gruppen derselben ausschließt. Wie hierin verwendet enthält die Formulierung ”und/oder” sämtliche Kombinationen eines oder mehrerer der zugehörigen aufgeführten Positionen.
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Sofern nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Zusammenhang offensichtlich, ist der Begriff ”etwa, ca.” wie hierin verwendet so zu verstehen, dass er sich auf Werte innerhalb des normalen Toleranzbereichs der Technik bezieht, z. B. auf zwei Standardabweichungen vom Mittelwert. ”Etwa oder ca.” kann als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Wertes verstanden werden. Sofern aus dem Zusammenhang nicht anderweitig klar hervorgeht, sind alle hierin enthaltenen numerischen Werte durch den Begriff ”etwa, ca.” modifiziert.
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Im Folgenden wird ein Unterrahmensystem für ein Fahrzeug unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. 1 ist eine beispielhafte Ansicht eines Hauptrahmens eines Unterrahmensystems für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 2 ist eine beispielhafte Ansicht von unten eines Unterrahmensystems für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 3 ist eine beispielhafte Schnittansicht eines Elements eines Unterrahmensystems für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und 4 ist ein beispielhafter Graph, der die Wirkungen eines Unterrahmensystems für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Ein Unterrahmensystem für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das aus Kohlenstofffaser-Verbundmaterialien bestehen kann, kann enthalten: einen Hauptrahmen 100 mit vier integral verbundenen Elementen, die ein geschlossenes Viereck bilden, wobei eine Vorderseite des Hauptrahmens 100 ein vorderes Stoßstangenelement 120 sein kann, beide Seiten desselben können Seitenelemente 140 sein, die sich im Hauptrahmen 100 von vorne bis hinten erstrecken, und ein hinteres Element des Hauptrahmens 100, das ein hinteres Stoßstangenelement 160 sein kann; und ein integral mit dem Hauptrahmen 100 ausgebildetes mittleres Querelement 200, das sich in Breitenrichtung eines Fahrzeugs erstrecken und die Mitte der beiden Seitenelemente 140 verbinden kann.
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Wie in 1 dargestellt können gemäß der vorliegenden Erfindung der einstückige Hauptrahmen 100 und das mittlere Querelement 200 zur Sicherstellung einer gleichmäßigen Steifigkeit eines Unterrahmensystems für ein Fahrzeug bereitgestellt sein. Insbesondere kann das Unterrahmensystem für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung integral aus Kohlenstofffaser-Verbundmaterial ausgebildete Elemente als Hauptelemente enthalten. Der Hauptrahmen 100 kann als Unterrahmensystem für ein Fahrzeug fungieren, wobei die vier Elemente integral verbunden sein können und ein geschlossenes Viereck bilden.
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Grundsätzlich kann das Unterrahmensystem für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung aus Kohlenstofffaser-Verbundmaterialien bestehen und damit der Freiheitsgrad der Form größer werden, und die Kanten eines Fahrzeugrahmens, der den Boden eines Fahrzeugs bildet, können ein Viereck bilden. Im Ergebnis kann die Steifigkeit im Vergleich zu einem herkömmlichen Unterrahmensystem weiter erhöht werden. Insbesondere kann die Vorderseite eines viereckigen Hauptrahmens 100 das vordere Stoßstangenelement 120 sein, dessen beide Seiten Seitenelemente 140 sein können, die sich im Hauptrahmen von vorne nach hinten erstrecken, und ein hinteres Element desselben kann das hintere Stoßstangenelement 160 sein. Ferner kann ein mittleres Querelement 200 mit dem Hauptrahmen 100 integral ausgebildet sein und kann sich entlang der Breitenrichtung eines Fahrzeugs erstrecken und die Mitte der beiden Seitenelemente 140 verbinden.
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2 ist eine beispielhafte Ansicht von unten eines Unterrahmensystems für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei das mittlere Querelement 200 als ein Paar bestehend aus einem vorderen mittleren Querelement 220 und einem mittleren Querelement 240 bereitgestellt ist, die voneinander einen vorgegebenen Abstand haben. Ein vorderes Querelement 400 und ein hinteres Querelement 500 können aus Kohlenstofffaser-Verbundmaterialien bestehen und sich in Breitenrichtung eines Fahrzeugs erstrecken und einen vorderen Seitenelementabschnitt 142 und einen hinteren Seitenelementabschnitt 146 an beiden Seiten des Hauptrahmens 100 verbinden. Ferner kann sich ein mittleres Tunnelelement 300 aus Kohlenstofffaser-Verbundmaterialien in Breitenrichtung eines Fahrzeugs erstrecken und das vordere Querelement 400 mit dem hinteren Querelement 500 verbinden.
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Schließlich kann das Ende des mittleren Tunnelelements 300 an der Seite des vorderen Querelements 400 oder des hinteren Querelements 500 in zwei Stränge geteilt werden und die jeweiligen geteilten Enden 320, 340 können nahe (z. B. neben) am vorderen Querelement 400 oder hinteren Querelement 500 verlaufen, so dass sie sich in derselben Richtung erstrecken. Außerdem können die geteilten Enden des mittleren Tunnelelements 300 mit dem Seitenelement 140 des Hauptrahmens 100 verbunden sind, so dass das Seitenelement 140, die geteilten Enden 320, 340 des mittleren Tunnelelements 300 und das Ende des entsprechenden vorderen Querelements 400 oder des hinteren Querelements 500 verbunden werden können, wodurch ein dreieckiger Raum A zwischen ihnen verbleibt. Das entsprechende Element kann die Seite eines Dreiecks sein, so dass ein dreieckiger Raum entsteht, um die Steifigkeit eines Verbindungsabschnitts zu erhöhen.
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Ferner kann an der geteilten Stelle des mittleren Tunnelelements 300 ein dreieckiger Raum B zusammen mit dem entsprechenden vorderen Querelement 400 oder dem hinteren Querelement 500 gebildet werden, um die Steifigkeit zu erhöhen. Insbesondere kann das Ende des mittleren Tunnelelements 300 an der Seite des hinteren Querelements 500 in zwei Stränge geteilt werden und die jeweiligen geteilten Enden 320, 340 können in engem Kontakt (z. B. berührend oder benachbart) mit dem hinteren Querelement 500 stehen, so dass sie sich in derselben Richtung wie dieses erstrecken und mit dem Seitenelement 140 des Hauptrahmens 100 verbunden sind, wobei das Seitenelement 140, das geteilte Ende des mittleren Tunnelelements 300 und das Ende des hinteren Querelements 500 miteinander verbunden sind und dazwischen einen dreieckigen Raum A bilden.
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Insbesondere kann das mittlere Tunnelelement 300, wie in den Zeichnungen dargestellt ist, zwei parallel und in engem Kontakt verlaufende Stränge enthalten und jeder Strang kann an einer Seite des vorderen Querelements 400 oder an einer Seite des hinteren Querelements 500 geteilt sein, so dass er sich in engem Kontakt und in derselben Richtung wie dieses erstreckt. Bei dieser Konfiguration ist das mittlere Querelement 200 nicht geteilt, sondern kann durchgängig sein, um die Steifigkeit zu erhöhen.
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Wie in 2 dargestellt kann sich das mittlere Tunnelelement 300 so erstrecken, dass es durch einen oberen Raum des mittleren Querelements 200 verläuft. Ferner können die jeweiligen Elemente aus Kohlenstofffaser-Verbundmaterialien bestehen und aus einer eine viereckige Kante bildenden Haut 10, einem Innenteilbereich 30, der den durch die Haut 10 begrenzten Innenraum in einen Matrixtyp unterteilt, und einem Füllmaterial 50 aus den Kohlenstofffaser-Verbundmaterialien, das in die Innenteilbereiche zu füllen ist, wie in 3 dargestellt ist.
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4 ist ein beispielhafter Graph, der die Resultate der Steifigkeitsbewertung in Teil C von 2 zeigt, aus dem hervorgeht, dass die Änderung der Steifigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung kontinuierlich ist, da eine durchgängige geschlossene Profilstruktur in einem Verbindungsabschnitt zwischen den Elementen im Vergleich zu einem herkömmlichen Stahlrahmen mit einem besseren Ergebnis zu realisieren ist.
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Ferner können wie in 5 dargestellt ein zusätzliches Seitenelement 600 und ein Türabdichtungselement 700 an der Außenseite eines Fahrzeugs angeordnet sein und aus Kohlenstoffverbundmaterialien bestehen. Insbesondere kann sich das zusätzliche Seitenelement 600 in Längsrichtung eines Fahrzeugs erstrecken und mit dem Seitenelement 140 des Hauptrahmens 100 verbunden sein. Außerdem kann das Türabdichtungselement 700 aus Kohlenstoffverbundmaterialien bestehen und mit einem äußeren Ende des zusätzlichen Seitenelements 600 verbunden sein. Das geteilte Ende 301 eines vorderen Endes des mittleren Tunnelelements 300 kann mit dem vorderen Querelement 400, dem Seitenelement 140, dem zusätzlichen Seitenelement 600 und dem Türabdichtungselement 700 verbunden sein. Ferner kann das geteilte Ende eines hinteren Endes des mittleren Tunnelelements 300 mit dem hinteren Querelement 500 und dem zusätzlichen Seitenelement 600 verbunden sein. Durch diese Konfiguration kann die Torsionssteifigkeit eines Fahrzeugs erheblich erhöht werden.
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Ein vorderes Ende eines zusätzlichen Seitenelements 600 kann sich so erstrecken, dass es mit dem vorderen Querelement 400 über das Seitenelement 140 verbunden wird, und ferner kann ein Stützelement 360 vom mittleren Tunnelelement 300 nach oben abgeteilt und mit einem Motorhauben-Querelement CC verbunden sein. Die Torsionssteifigkeit eines Fahrzeugs kann durch das Stützelement 360 erhöht werden. Mit anderen Worten, das mittlere Tunnelelement 300 und das Motorhauben-Querelement CC können durch das Stützelement 360 durch Bilden einer bestimmten Form so verbunden sein, dass das mittlere Tunnelelement 300 über das mittlere Querelement 200 verläuft, wodurch die Steifigkeit weiter erhöht wird.
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Die nachstehende Tabelle zeigt einen Vergleich der Steifigkeit zwischen den Fällen mit und ohne mittlerem Tunnelelement
300. Tabelle 1
| Klassifizierung | Fall mit mittlerem Tunnelelement | Fall ohne mittlerem Tunnelelement | Vergleich |
| Statische Torsionssteifigkeit, GJ [104kgfm2/rad] | 15,2 | 14,7 | 3,4% Erhöhung |
| BIW-Gewicht (kg) | 123 | 116 | 7 kg Erhöhung |
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Wie die obigen Vergleichsergebnisse zeigen, kann die statische Torsionssteifigkeit um etwa 3,4% erhöht werden, wenn das mittlere Tunnelelement 300 geteilt und dann das mittlere Tunnelelement 300 mit anderen Elementen mittels eines strukturellen Bindemittels bei der vorliegenden Erfindung verbunden wird. Das mittlere Tunnelelement kann aus Kohlenstofffaser-Verbundmaterialien bestehen und eine hervorragende Oberflächenbeschaffenheit haben, so dass es als Material im Innern eines Fahrzeugs verwendet werden kann, und die strukturelle Steifigkeit kann gleich oder größer sein als die von Stahl. Ferner kann aufgrund der hervorragenden Umformungseigenschaften eine strukturelle Konstruktion verwirklicht werden, die bei einem Stahl-BIW schwer zu erreichen ist.
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Demnach kann eine Mittelkonsolenstruktur zur Erhöhung der strukturellen Steifigkeit eines Fahrzeugs konzipiert werden, wobei bei Verwendung des mittleren Tunnelelements als Innenmaterial die Qualität der äußeren Erscheinung erhalten bleibt. Das Element, das ein mittleres Tunnelelement und gleichzeitig eine Mittelkonsole bilden soll, kann mit anderen am Unterrahmen eines Fahrzeugs angeordneten Elementen verbunden sein, um die Torsionssteifigkeit zu erhöhen, und kann ferner im Vergleich zu einem herkömmlichen mittleren Tunnelelement an einem weiter oben befindlichen Teil des Unterrahmens angeordnet werden, um die Biegesteifigkeit durch eine Erhöhung des Biegeträgheitsmoments zu verbessern. Demnach kann die Steifigkeit einer Fahrzeugkarosserie ohne zusätzliche Bauteile aus Stahl oder eine Dickenvergrößerung zur Steifigkeitserhöhung sichergestellt und das Gewicht der Fahrzeugkarosserie kann verringert werden.
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Die 7 bis 9 sind beispielhafte Ansichten, die die Lastübertragungsabläufe auf Basis eines Federstahlblechs in einem Unterrahmensystem für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Beim Unterrahmensystem gemäß der vorliegenden Erfindung wie in den Zeichnungen dargestellt kann sich das hintere Ende des zusätzlichen Seitenelements 600 entlang dem hinteren Stoßstangenelement 146 des Hauptrahmens 100 erstrecken und ein zusätzliches hinteres Element 620 aus Kohlenstofffaser-Verbundmaterialien bilden. Mit anderen Worten, das zusätzliche Seitenelement 600 kann als Paar bereitgestellt werden, so dass es dem jeweiligen Seitenelement 140 entspricht, wobei das hintere Ende des jeweiligen zusätzlichen Seitenelements 600 durch das zusätzliche hintere Element 620 aus Kohlenstofffaser-Verbundmaterialien verbunden sein kann, oder das zusätzliche hintere Element 620 kann integral mit dem zusätzlichen Seitenelement 600 ausgebildet sein wie bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.
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Ferner kann das zusätzliche Seitenelement 600 mit einem äußeren Ende des Seitenelements 140 verbunden sein. Außerdem kann das zusätzliche hintere Element 620 in engem Kontakt (z. B. neben) entlang dem unteren Ende des hinteren Stoßstangenelements 146 verlaufen und mit diesem verbunden sein. Mit anderen Worten, das Seitenelement 140 und das hintere Stoßstangenelement 146 können durch Biegen in unterschiedliche Höhe verbunden werden und das zusätzliche Seitenelement 600 kann mit einem äußeren Ende des Seitenelements 140 mit der gleichen Höhe aufgrund der Höhendifferenz verbunden sein, um die Steifigkeit bei einem Seitenaufprall eines Fahrzeugs sicherzustellen, und das zusätzliche hintere Element 620 kann mit einem unteren Ende des hinteren Stoßstangenelements 146 zur Sicherstellung der Steifigkeit bei einem Heckaufprall eines Fahrzeugs verbunden sein.
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Außerdem kann ein Federstahlblech SS, auf dem die Aufhängungsfeder des Hinterrades sitzt, mit einem unteren Ende des zusätzlichen hinteren Elements 620 verbunden sein. Insbesondere kann das Federstahlblech SS mit einem unteren Ende des zusätzlichen hinteren Elements 620 verbunden sein, wo das zusätzliche hintere Element 620 und das hintere Stoßstangenelement 146 verbunden sein können. Ein unteres Ende eines C-Säulenelements BB aus Kohlenstofffaser-Verbundmaterialien kann mit einem oberen Ende des hinteren Stoßstangenelements 146 entsprechend dem Federstahlblech SS verbunden sein und gleichzeitig kann ein Stoßstangenhauptelement BU damit verbunden sein.
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Die Heckaufprallpfade können durch diese Konfiguration zuverlässig ausgebildet werden, wobei wie in 8 dargestellt ist, mindestens fünf Lastübertragungspfade gebildet werden können, um die Last im Vergleich zu einer herkömmlichen Fahrzeugstruktur gleichmäßiger zu verteilen. Ferner können die Lasten durch den durch Oberflächenkontakt und nicht durch den durch Schneid-Schweißen gebildeten Pfad und nicht effizient an das jeweilige Element übertragen werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Bodenelemente integral verbunden sein, um bei einem Heckaufprall auf Basis der freien Verformung der Kohlenstofffaser-Verbundmaterialien effizient zu wirken, eine Rollbewegung des Fahrzeugs kann verhindert werden, und die auf ein Federstahlblech übertragene Stoßbelastung bei Rütteln eines Fahrzeugs kann effizient verteilt werden, um die Steifigkeit sicherzustellen. Ferner kann die Last bei einem Heckaufprall des Fahrzeugs verteilt und die Steifigkeit durch eine Oberfläche mit geschlossenem Profil sowie die Integration der Elemente wirksam erhöht werden. Die Elemente an der Heckseite eines Fahrzeugs können als Doppelelementverbundstruktur zur Verstärkung des Federstahlblechs ausgebildet sein und die Torsionssteifigkeit und die Bodensteifigkeit können erhöht werden. Außerdem kann das Korrosionsproblem bedingt durch zusätzliches Verstärkungsmaterial, das in der verwandten Technik erforderlich ist, gelöst werden, wodurch die Lebensdauer verbessert wird.
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Bei dem wie oben beschrieben konfigurierten Unterrahmensystem kann durch die Verwendung von Kohlenstofffaser-Verbundmaterialien die Steifigkeit erhöht und das Gewicht verringert werden. Insbesondere kann das Unterrahmensystem integral ausgebildet sein, um eine durchgängige Steifigkeit an den Verbindungsteilen sicherzustellen, so dass Unregelmäßigkeiten verhindert und weitere Vorteile bei der Herstellung des System erzielt werden können. Die Last kann bei einem Aufprall des Fahrzeugs durch die Eigenschaft der freien Verbindung effizient verteilt werden.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen ausführlich beschrieben worden. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass Änderungen dieser Ausführungsbeispiele vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und dem Geist der Erfindung abzuweichen, deren Gültigkeitsbereich in den angefügten Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert ist.
