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Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosserie für ein zweispuriges Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 oder 9.
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Der Heckbereich einer Fahrzeugkarosserie ist für unterschiedliche Lastfälle ausgelegt. Hierzu können zusätzliche Versteifungselemente verbaut werden, die beispielhaft die Verwindungssteifigkeit des Fahrzeugs um seine Fahrzeugmittellängsachse erhöhen oder das Heckcrashverhalten verbessern. Für eine günstige Einstufung in einer niedrigen Versicherungsklasse ist es von besonderer Bedeutung, dass die heckseitigen Karosserieteile des Fahrzeugs bei einer Heckcrashsimulation mit geringen Aufprallgeschwindigkeiten, das heißt bei der Simulation von zum Beispiel Parkremplern, unbeschädigt verbleiben.
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Aus der
DE 295 20 166 U1 ist eine gattungsgemäße Fahrzeugkarosserie bekannt, dessen Laderaumboden eine Reserveradmulde aufweist. Die Reserveradmulde weist einen mit Bezug auf das angrenzende Bodenblechteil zurückgesetzten Muldenboden auf, der über eine davon hochgezogene, kreisförmig verlaufende Muldenseitenwand in das Bodenblechteil übergeht. An der Unterseite des Bodenblechteils ist ein großflächiges Versteifungselement angebaut. Das Versteifungselement ist mit einem freien Abstand zum Fahrzeugboden montiert, und zwar an Schraubpunkten am Muldenboden der Reserveradmulde sowie an den seitlichen Karosserielängsträgern und an einem Bodenquerträger. Mit Hilfe des Versteifungselementes wird die Verwindungssteifigkeit der Fahrzeugkarosserie um eine Fahrzeuglängsachse bei einer Kurvenfahrt gesteigert, nicht jedoch das Heckcrashverhalten.
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Aus der
US 7 429 076 B2 ist eine gattungsgemäße Karosseriestruktur bekannt, bei der ein Versteifungselement eine Anlagekontur aufweist, die auf einer Muldenseitenwand einer Reserveradmulde abgestützt und daran angebunden ist. Aus der
EP 1 990 261 A1 ist eine weitere Karosseriestruktur bekannt, bei der in einem Bodenblechteil eine Reserveradmulde eingeformt ist. Das Bodenblechteil weist randseitig Seitenflansche auf, die mittels Verstärkungselementen ausgesteift sind. Aus der
DE 10 2012 010 736 A1 ist eine Karosseriestruktur mit einem Verstärkungsglied bekannt, das sich entlang der Unterseite einer Reserveradmulde in der Fahrzeuglängsrichtung erstreckt. Das Verstärkungsglied ist mit seinem vorderen Ende an einem Heckboden-Querträger angebunden und mit seinem hinteren Ende an einer Fahrzeug-Rückwand angebunden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Karosseriestruktur bereitzustellen, bei der das Heckcrashverhalten mit einfachen Mitteln gesteigert ist, und zwar weitgehend ohne Steigerung des Karosserie-Gewichts.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 oder 9 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist das Versteifungselement in Abkehr zur oben erwähnten
DE 295 20 166 U1 nicht mehr am Muldenboden der Reserveradmulde angebunden, sondern weist das Versteifungselement vielmehr eine Anlagekontur auf, die auf einer Muldenseitenwand der Reserveradmulde abgestützt ist. Auf diese Weise wird bei einem Heckcrash, insbesondere bei einem Parkrempler mit niedriger Aufprallgeschwindigkeit, das Heckcrashverhalten der Fahrzeugkarosserie wesentlich verbessert, ohne das Gesamtgewicht des Fahrzeugs signifikant zu erhöhen.
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Die Reserveradmulde ist unmittelbar im, den heckseitigen Laderaum begrenzenden Bodenblechteil ausgebildet, und zwar mit einem, mit Bezug auf das Bodenblechteil zurückgesetzten Muldenboden sowie einer davon hochgezogenen, halbkreis- oder kreisförmig verlaufenden Muldenseitenwand, die an einer Muldenkante in das Bodenblechteil übergeht. Bevorzugt kann die Anlagekontur des Versteifungselementes ein kreisbogenförmiger Profisteg sein. Dieser kann konturangepasst zur Muldenseitenwand ausgebildet sein, das heißt in der Umfangsrichtung der Reserveradmulde über eine vorgegebene Kreisbogenlänge in Flächenkontakt mit der Muldenseitenwand sein. Dadurch wird die Laderaumboden-Geometrie im Bereich der Reserveradmulde zusätzlich ausgesteift, wodurch die Heckseite des Fahrzeugs insgesamt ein verbessertes Heckcrashverhalten, insbesondere bei heckseitigen Parkremplern aufweist.
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Das Versteifungselement kann ein Winkelprofil mit einem L-förmigen Querschnitt sein, bei dem der Profilsteg an einer Biegekante in einen davon abgewinkelten Profilschenkel übergeht. Der Profilschenkel des Winkelprofils kann zur weiteren Versteifung der Reserveradmulde (das heißt des Laderaumbodens) in Anlage mit dem angrenzenden Bodenblechteil und insbesondere damit kraftübertragend angebunden sein. Zudem kann das Winkelprofil in seiner Längserstreckung nicht linear ausgeführt sein, sondern bevorzugt halbkreisförmig gebogen sein.
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Gemäß einem ersten Erfindungsaspekt fasst das als einfaches Winkelprofil ausgebildete Versteifungselement die oben erwähnte Muldenkante zwischen der Muldenseitenwand und dem angrenzenden Bodenblechteil insbesondere fahrzeuginnenseitig ein. Zudem ist das Winkelprofil, im Querschnitt betrachtet, durchgängig spaltfrei, das heißt in dichter Anlage mit dem Bodenblechteil und mit der Muldenseitenwand.
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Alternativ zur obigen Ausführung kann das Versteifungselement auch fahrzeugaußenseitig angeordnet sein. Zudem kann das Versteifungselement alternativ zur obigen Ausführung nicht durchgängig in dichter Anlage mit dem Bodenblechteil sein, sondern vielmehr zusammen mit dem Bodenblechteil ein geschlossenes Hohlprofil bilden, das eine weitere Versteifung des Laderaumbodens bewirkt. In einer technischen Umsetzung kann das Hohlprofil durch die nachfolgend beschriebene Versteifungselement-Geometrie bereitgestellt sein: So kann der Profilschenkel des Versteifungselementes nicht mehr vollflächig in Anlage mit dem Bodenblechteil sein, sondern vielmehr unter Bildung eines Inneneckbereiches abgestuft sein. Der Inneneckbereich des Profilschenkels kann in der Zusammenbaulage mit einem Inneneckbereich zwischen dem Bodenblechteil und der Muldenseitenwand das geschlossene Hohlprofil definieren. Im Querschnitt betrachtet ergibt sich somit eine Fachwerkstruktur, die den Laderaumboden im Hinblick auf ein günstiges Heckcrashverhalten weiter aussteift.
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Gemäß einem zweiten Erfindungsaspekt ist das Versteifungselement nicht nur an der Reserveradmulde angebunden, sondern zusätzlich an einer Anbindungsstelle am Bodenquerträger abgestützt. Auf diese Weise können die in die Reserveradmulde bzw. dem Bodenblechteil eingeleiteten heckseitigen Aufprallkräfte über das Versteifungselement direkt in die Trägerstruktur der Karosserie, das heißt in den karosserieseitigen Bodenquerträger eingeleitet werden.
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Die Karosseriestruktur kann in gängiger Praxis in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Karosserielängsträger aufweisen, die jeweils seitlich außen in der Karosseriestruktur verbaut sind und gegebenenfalls das Bodenblechteil in der Fahrzeugquerrichtung seitlich begrenzen. Die Reserveradmulde kann dabei innerhalb der beiden Karosserielängsträger angeordnet sein, und zwar unter Bildung eines Querspalts zwischen der Reserveradmulde und dem jeweiligen Karosserielängsträger. Das Versteifungselement kann unter Überbrückung dieses Querspalts an einer Anbindungsstelle am jeweiligen Karosserielängsträger angebunden sein. Die Anbindungsstelle bildet bei einem Heckcrash eine Verzweigungsstelle bzw. eine Knotenstelle, an der bei einer heckseitigen crashbedingten Krafteinleitung ein Lastpfad aufgegabelt wird, wodurch die heckseitigen Aufprallkräfte unter Steigerung des Heckcrashverhaltens günstig in die Karosseriestruktur einleitbar sind.
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Die Muldenseitenwand und der jeweilige Karosserielängsträger laufen, in der Fahrzeuglängsrichtung betrachtet, bis zu einer Engstelle zusammen, an der der oben definierte Querspalt eine minimale Spaltbreite aufweist. An der Engstelle kann das Versteifungselement zumindest einen rechtwinklig zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichteten Quersteg aufweisen, mit dem der Querspalt an seiner Engstelle überbrückt ist.
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In einer Weiterbildung kann die Engstelle zwischen der Muldenseitenwand und dem Karosserielängsträger, in der Fahrzeuglängsrichtung betrachtet, auf gleicher Höhe sein wie die heckseitigen Radhäuser. Die heckseitigen Radhäuser sind am Bodenblechteil angebunden. Am Inneneckbereich zwischen dem im Wesentlichen vertikal nach oben hochgestellten Radhausblech und dem Bodenblechteil kann eine Inneneckverstärkung vorgesehen sein. Die Inneneckverstärkung kann im Zusammenspiel mit dem obigen Versteifungselement nicht nur das Heckcrashverhalten verbessern, sondern zusätzlich auch die Verwindungssteifigkeit um eine Fahrzeuglängsmittelachse erhöhen.
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In einer technischen Realisierung kann das Versteifungselement im Hinblick auf eine Fahrzeuglängs-Mittelachse symmetrisch ausgeführt sein. Beispielhaft kann der Anbindungspunkt des Versteifungselementes am Bodenquerträger in etwa fahrzeugmittig angeordnet sein, während die beiden Anbindungspunkte am jeweiligen Karosserielängsträger jeweils seitlich außen angeordnet sind. Auf diese Weise kann sich ein V-förmiges Versteifungselement ergeben, dessen V-Schenkel die Muldenseitenwand in etwa halbkreisförmig umgreifen und dessen freie Enden jeweils seitlich außen am jeweiligen Karosserielängsträger angebunden sind.
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Alternativ zu einer V-förmigen Geometrie kann das Versteifungselement eine in etwa trapezförmige oder rechteckförmige Geometrie aufweisen, bei der eine Versteifungselement-Seite in Anlage mit der Muldenseitenwand ist und eine in der Fahrzeuglängsrichtung gegenüberliegende Versteifungselement-Seite am Bodenquerträger angebunden ist.
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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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Es zeigen:
- 1 in einer Seitenansicht ein zweispuriges Fahrzeug;
- 2 eine heckseitige Karosseriestruktur des in der 1 gezeigten Fahrzeugs mit einem Versteifungselement gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
- 3 in einer schematischen Teilschnittdarstellung eine Anbindungsstelle des in der 2 gezeigten Versteifungselementes an der Reserveradmulde;
- 4 in einer Ansicht von unten die Unterseite des Bodenblechteils des Fahrzeugs mit eingezeichneten Lastpfaden bei einem Heckcrashfall;
- 5 in einer Ansicht von oben das Bodenblechteil des Fahrzeugs mit einem Versteifungselement gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
- 6 in einer schematischen Teilschnittdarstellung eine Anbindungsstelle des in der 5 gezeigten Versteifungselements an der Reserveradmulde; und
- 7 in einer Ansicht entsprechend der 5 ein Versteifungselement gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
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In der 1 ist ein zweispuriges Fahrzeug in einer Seitenansicht gezeigt, in dem heckseitig die in der 2 dargestellte Bodengruppe einer Karosseriestruktur des Fahrzeugs verbaut ist. Die in der 2 gezeigte heckseitige Bodengruppe der Karosseriestruktur ist nur insoweit dargestellt, als es für das Verständnis der Erfindung erforderlich ist. Demzufolge weist die Bodengruppe ein, einen heckseitigen Laderaum 1 (1) begrenzendes Bodenblechteil 3 auf, das in der Fahrzeugquerrichtung y nach außen jeweils in heckseitige Radhäuser 5 übergeht, in die die hinteren Fahrzeugräder 7 (1) angeordnet sind. In dem, in der 2 gezeigten Radhaus 5 ist oberseitig eine an sich bekannte Dämpferaufnahme 9 ausgebildet, an der im Zusammenbauzustand ein nicht dargestellter Stoßdämpfer der Radaufhängung angelenkt ist. Zwischen dem Radhaus-Blechteil und dem Bodenblechteil 3 ist fahrzeuginnenseitig ein Inneneckbereich gebildet, der durch ein ebenfalls in der 2 angedeutetes Heckversteifungselement 9 verstärkt ist. Das Bodenblechteil 3 ist zudem mit an dessen Unterseite verlaufenden seitlichen Karosserielängsträgern 11 ausgeführt, die sich in der Fahrzeuglängsrichtung x nach hinten bis zu einem, nur in der 4 angedeuteten Heckabschlussblechteil 13 erstrecken. Zudem weist die in der 2 gezeigte Bodengruppe einen Bodenquerträger 15 auf, der sich ebenfalls an der Unterseite des Bodenblechteils 3 in der Fahrzeugquerrichtung y erstreckt und jeweils an den seitlichen Karosserielängsträgern 11 angebunden ist.
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Im Bodenblechteil 3 ist eine Reserveradmulde 17 ausgebildet, die einen mit Bezug auf das angrenzende Bodenblechteil 3 nach unten zurückgesetzten Muldenboden 19 sowie eine davon hochgezogene, halbkreisförmig verlaufende Muldenseitenwand 21 aufweist. Die Muldenseitenwand 21 geht an einer oberen Muldenkante 23 (3 oder 6) in den das angrenzende Bodenblechteil 3 über. Die Muldenseitenwand 21 ist, in der Fahrzeuglängsrichtung x betrachtet, gegenüber dem Bodenquerträger 15 um einen Längsversatz Δx (4) nach hinten versetzt.
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Gemäß den 2 bis 4 ist an der Unterseite des Bodenblechteils 3 ein V-förmiges Versteifungselement 25 montiert. Das V-förmige Versteifungselement 25 ist mit Bezug auf eine Fahrzeugmittellängsachse A (4) symmetrisch ausgebildet und weist zwei V-Schenkel 27 auf, die in etwa fahrzeugmittig an einem Basisabschnitt 29 des Versteifungselementes 25 ineinander übergehen. Der Basisabschnitt 29 des Versteifungselementes 25 ist unter Bildung einer Knotenstelle K1 mittig am Bodenquerträger 15 angebunden. Zudem umgreifen die beiden V-Schenkel 27 des Versteifungselementes 25 jeweils innenseitig die halbkreisförmige Muldenseitenwand 21 der Reserveradmulde 17. Die V-Schenkel 27 weisen jeweils innenseitig eine in der 3 gezeigte Anlagekontur 31 auf, die zusammen mit der Muldenseitenwand 21 weitere Knotenstellen K2 bilden. Der Profilsteg 31 erstreckt sich über eine vorgegebene Kreisbogenlänge entlang der Muldenseitenwand 21 und ist in Flächenkontakt mit dieser.
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Wie aus der 3 weiter hervorgeht, ist der V-Schenkel 27 im Querschnitt ein Winkelprofil, an dessen vertikal aufgestelltem Profilsteg 31 ein horizontal verlaufender Profilschenkel 33 abgewinkelt ist. Der Profilschenkel 33 ist in der 3 abgestuft gezeigt, und zwar unter Bildung eines Inneneckbereiches 35, der zusammen mit einem weiteren Inneneckbereich 37 zwischen dem Bodenblechteil 3 und der Muldenseitenwand 21 ein Hohlprofil 39 definiert.
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An den, dem Basisabschnitt 29 (4) gegenüberliegenden Enden der V-Schenkel 27 des Versteifungselementes 25 sind seitlich abragende Querstege 40 angeformt. Jeder Quersteg 40 überbrückt in der 4 einen Querspalt Δy zwischen der Muldenseitenwand 21 und dem zugewandten Karosserielängsträger 11 und ist unter Bildung einer dritten Knotenstelle K3 am jeweiligen Karosserielängsträger 11 angebunden.
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Gemäß der 4 ist der Querspalt Δy, in der Fahrzeuglängsrichtung x nach hinten betrachtet, an einer Engstelle E bis auf ein Minimum reduziert. An der Engstelle E sind die beiden Querstege 39 positioniert, und zwar in etwa auf gleicher Höhe wie die heckseitigen Radhäuser 5.
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Im Crashfall werden die mit Pfeilen gekennzeichneten Aufprallkräfte FA (4) über das hintere Heckabschlussteil 13 heckseitig in die Karosserielängsträger 11 und in das Bodenblechteil 3 eingeleitet. An den beiden äußeren Knotenstellen K3 wird der Lastpfad aufgegabelt, das heißt ein Teil der eingeleiteten Aufprallkräfte wird über die V-Schenkel 27 bis zur mittigen Anbindungsstelle K1 am Bodenquerträger 15 eingeleitet, während der andere Teil der eingeleiteten Aufprallkräfte entlang der Karosserielängsträger 11 weitergeleitet werden.
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In den 5 und 6 ist ein Versteifungselement 25 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Demzufolge ist das Versteifungselement 25 im Querschnitt ein einfaches Winkelprofil, bei dem der vertikal aufgestellte Profilsteg 31 an einer Biegekante in den horizontalen Profilschenkel übergeht. Das Winkelprofil in seiner Längserstreckung nicht linear ausgeführt, sondern in etwa kreisförmig ausgebildet. Im Gegensatz zur 2 oder 3 ist das Winkelprofil durchgängig, das heißt spaltfrei ohne Bildung eines Hohlprofils, in dichter Anlage mit dem Bodenblechteil 3 und ohne Anbindung an den Bodenquerträger 15 und an die Karosserielängsträger 11.
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In der 7 ist das Versteifungselement 25 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem das Versteifungselement 25 in etwa trapezförmig ausgeführt ist, wobei ein, der Reserveradmulde 17 zugewandter Rahmenabschnitt einen Profilsteg 31 aufweist, der unter Bildung der ersten Knotenstelle K1 am Bodenquerträger 15 angebunden ist. Ein in der Fahrzeuglängsrichtung x gegenüberliegender Rahmenabschnitt des Versteifungselements 25 ist unter Bildung einer zweiten Knotenstelle K2 an der Muldenseitenwand 21 angebunden.
