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Die Erfindung betrifft eine Automobilkarosserie mit einer Automobilplattform, die über parallel zur Längsachse des Automobils angeordnete Längsträger, eine Bodenplatte, Radkästen und vordere Träger verfügt, und mit annähernd senkrechten, bis zum Fahrzeugdach führenden Tragsäulen ausgerüstet ist.
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Derartige Automobilkarosserien mit Automobilplattformen sind beispielsweise aus der
EP 2 203 343 B1 bekannt, wobei hier gelehrt wird, dass die U-förmigen, der Bodenplatte zugeordneten Bleche im Bereich des Bogens eine Verstärkungsrippe aufweisen. Diese sogenannten Automobilplattformen bilden eine technische Basis, auf der äußerlich verschiedene Modelltypen aufgebaut werden können. Dazu gehören die Blechteile der Karosserie wie Bodenplatte, innere Teile der Radkästen, Spritzwand, vorderer Längsträger usw. Während der Aufbau der Karosserie, also die Frontmaske, die eigentlichen Kotflügel und das Heck modellspezifisch ausgebildet sind, versucht man die o. g. Basis so aufzubauen, dass sie für eine ganze Reihe von Fahrzeugtypen einsetzbar ist. Dadurch werden die Entwicklungskosten pro Modell deutlich verringert. Insbesondere haben solche unterschiedlichen Karosserien gleiche Fixationspunkte, sodass die Radaufhängung, der Motor und Getriebe und eventuell weitere Bauteile problemlos ausgetauscht oder umgekehrt einer gleichen Karosserie zugeordnet werden können. Bei diesen bekannten Automobilplattformen kommen parallel zur Längsachse des Fahrzeugs angeordnete Träger zum Einsatz, die in der Regel ähnlich ausgebildet sind, wie die Tragsäulen, die die Bodenplatte mit dem Fahrzeugdach verbinden. Zur Verstärkung der Karosserie ist es auch bekannt, beispielsweise ein großes Stahlkreuz unter der Bodenplatte anzuordnen, das dann als Versteifungselement wirken soll und Aufschlagkräfte aufnehmen bzw. ableiten soll.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Karosserie, insbesondere deren Automobilplattform gegen Aufschlagkräfte zu stärken und gleichzeitig die Elektrifizierung (Verkabelung) in diesem Bereich zu vereinfachen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass der Bodenplatte und/oder den Tragsäulen als Aufnahmeelemente für wichtige Verkabelungen geeignete Bauelemente zugeordnet sind, die zugleich bei plötzlicher Überbeanspruchung der Karosserie Aufschlagkräfte aufnehmend oder ableitend ausgebildet sind.
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Mit einer derartigen Automobilplattform erreicht man eine Erhöhung der Stabilität und kann gleichzeitig die Verkabelung mit in diese verstärkten Bauelemente einfügen, sodass sie gegen Verletzungen und ähnliche Schäden geschützt angeordnet sind. Treten wirklich mal Probleme auf, d. h. werden diese Bauelemente durch Aufschlagkräfte beansprucht oder beschädigt, kann die Verkabelung herausgenommen und neuen Bauelementen zugeordnet werden.
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Nach einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bodenplatte und/oder die Tragsäulen als Verstärkung vorgesehene Verformungen aufweisen, in denen die Aufnahmeelemente angeordnet sind. Dies bedeutet, dass die ohnehin Stabilität erhöhenden bzw. dafür vorgesehenen Verformungen zusätzlich auch noch wieder so ausgebildet werden, dass sie zur Aufnahme einer Verkabelung geeignet sind. Sie erfüllen dann wieder die Doppelfunktion, wie weiter oben beschrieben.
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Eine weitere zweckmäßige Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass die als Aufnahmeelement ausgebildeten Bauelemente als hochfeste, in den Längsträgern oder vorderen Trägern und/oder Tragsäulen innenliegende Rohre ausgebildet sind. Abgesehen davon, dass solche Rohre sich besonders eignen, eine Verkabelung aufzunehmen, erfüllen diese gleichzeitig auch die Aufgabe der Stabilisierung der gesamten Karosserie, sodass bei einem Crash die auftretenden Verformungen ganz vermieden oder zumindest weitgehend verhindert werden können.
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Die Rohre in der jeweiligen Tragsäule oder dem der Bodenplatte zugeordneten Träger sind Aufschlagkräfte aufnehmend und/oder weiterleitend angeordnet, was bedeutet, dass sie mit dem umhüllenden Bauteil oder Bauelement verbunden werden, um so innen die optimale Position genau vorzugeben und diese auch bleibend einzuhalten.
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Um die Aufnahmefähigkeit für die plötzlich auftretenden Kräfte zu erhöhen und so die Stabilität der Gesamtkarosserie zusätzlich zu verbessern, sieht die Erfindung vor, dass die Rohre im Schnitt gesehen leicht konisch ausgebildet und mit dem kleineren Radius in Richtung der erwarteten Aufschlagkraft angeordnet sind. Da sie innerhalb der umgebenden Tragsäule bzw. den entsprechenden Trägern so fixiert sind, dass ihre einmal vorgegebene Position auch bleibend gegeben ist, können sie gezielt so ausgerichtet werden, dass sie in Richtung der zu erwartenden Aufschlagkraft bleibend positioniert sind.
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Eine weitere Möglichkeit der Erhöhung der Stabilität der gesamten Karosserie ist die, die Rohre in Richtung der zu erwartenden Aufschlagkraft gebogen auszubilden. Dies gilt insbesondere für die in der Längsachse des Fahrzeuges verlaufend angeordneten Längsträger, weil sie dann vorteilhaft seitlich auftreffende Aufschlagbelastungen verbessert aushalten können.
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Um die Montagearbeit möglichst in Grenzen zu halten, sieht die Erfindung ergänzend vor, dass die aus mehreren Kabeln bestehende Verkabelung in den Aufnahmeelementen / Rohr zu einer Einheit zusammengefasst angeordnet sind. Dies kann durch eine flexible Hülle erreicht werden oder eben im Abstand angeordnete Fixierbänder. Die gesamte Verkabelung kann dann in das Rohr eingeschoben und dort an der optimalen Stelle festgelegt werden, um im Bedarfsfall als Einheit herausgenommen zu werden oder auch als einzelnes Kabel, je nachdem wie dies im Einzelfall zweckmäßig ist.
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Um das Einführen der einzelnen Kabel oder aber der gesamten Verkabelung zu erleichtern ist vorgesehen, dass die Rohre neben den Endöffnungen auch im Endbereich seitliche Öffnungen für die Kabel der Verkabelung aufweisen. So können im Endbereich die einzelnen Kabel aus dem Gesamtbündel herausgenommen und dann einzeln am Ende des Rohres dem jeweiligen Einsatzort zugeordnet werden.
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Da in der Regel eine ganze Reihe von Kabeln zu einer Verkabelung, also einem Bündel zusammengefasst sind, ist es zweckmäßig im Endbereich mehrere seitliche Öffnungen über den Umfang des Rohres verteilt anzuordnen, sodass die einzelnen Kabel getrennt dann ihrem jeweiligen Einsatzbereich zugeordnet werden können.
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Wiederum wird die Montage erleichtert, indem die Verkabelung vor der Montage der Rohre verlegbar und endseitig mit Anschlüssen ausgebildet ist. Ohne großen Aufwand können so im Endbereich der Rohre die einzelnen Kabel oder auch die gesamte Verkabelung mit den weiterführenden Kabeln verbunden werden, wobei sie durch die vorgegebene Positionierung innerhalb des Rohres praktisch nicht verwechselbar sind.
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Je nach Fahrzeugtyp kann es notwendig und zweckmäßig sein, die gesamte Automobilkarosserie zusätzlich zu stabilisieren, was beispielsweise dadurch möglich ist, dass zusätzlich zu den Längsträgern mit innenliegenden Rohren zusätzliche parallel verlaufende Träger und/oder kreuzförmig ausgebildete Träger vorgesehen sind. All diese mit Rohren bestückten Träger dienen wie bereits beschrieben nicht nur der Stabilisierung der gesamten Automobilkarosserie, sondern können für die Verkabelung zusätzlich vorteilhaft eingesetzt werden. Bei den kreuzförmigen Trägern kann so ein Richtungswechsel der Verkabelung auch leicht durchgeführt werden, indem sich die Richtung im Kreuzungspunkt ändert.
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Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bauelemente mit Leitungen für die Signalverarbeitung und/oder die Stromführung optional, also serienmäßig, durchgängig an den Eck- oder Knotenpunkten einen oder mehrere Leitungsringe ermöglichend ausgebildet sind. In der Datentechnik sind solche Ringe gebräuchlich, wenn auch stark rückläufig, da andere Techniken sich zunehmend als interessanter erweisen. Hier könnten solche Ringstrukturen allerdings von Bedeutung sein, weshalb es doch sehr vorteilhaft ist, wenn die Bauelemente solche Ringstrukturen zulassend ausgeführt sind.
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Diese Leitungsringe können vorteilhaft bei einem Automobilbau eingesetzt werden, wenn der oder die Leitungsringe ein offenes, lokales Netzwerk (Token-Ring) aufnehmend ausgebildet ist, das eine Ring-Topologie aufnehmen kann. Dieses lokale Netz erlaubt den Anschluss heterogener Geräte, wobei von IBM ein solches Ringnetzwerk bekannt ist, das aus Sicherheits-, Fehlertoleranz- und Redundanzgründen aus einer Reihe ringförmig gekoppelter Sterne gebildet wird, sich logisch aber wie ein Ring verhält.
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Um Beschädigungen an den Kabeln oder Leitungen zu vermeiden, sieht die Erfindung vor, dass die als Leerrohr ausgebildeten Bauelemente an den Austrittsstellen von Kabeln oder Leitungen diese führende Kunststoffelemente aufweisen, die die Gefahr von Scheuerstellen am Leerrohr verringernd oder vermeidend ausgeführt sind. Dabei können diese Kunststoffelemente entweder die Austrittsstelle teilweise oder ganz verschließend geformt sein oder denkbar ist es auch, dass diese Kunststoffelemente quasi gleichzeitig Verbindungsteile zwischen zwei aneinander anzufügende Leerrohre bilden. Die Ausbildung als Kunststoffelement hat den Vorteil, dass die außen ebenfalls einen Kunststoffmantel aufweisenden Kabel oder Leitungen sich dann an den Ecken und Kanten nicht aufreiben können.
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Nach der bekannten Skateboard- oder Elektro-Palettendesignlehre sieht die Erfindung eine zweckmäßige Ausbildung für die Automobilkarosserie vor, in der die Karosserie aus einer als Leerrohr ausgebildete Bauelemente aufweisende Untersektion mit Bodenplatte, Fahrwerk und Antriebseinheit und der Transport- und Fahrgastzelleneinheit, die ebenfalls mit Bauelementen versehen ist, zusammensetzbar ausgebildet ist. Solche Bauteile können dann zu einer fertigen Karosserie zusammengesetzt werden, um so einen günstigen Fahr- oder Flugbetrieb zu ermöglichen. Vorteilhaft ist dabei, dass entweder die Untersektion oder auch beide Baueinheiten mit den vorteilhaften Leerrohren versehen werden können.
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Beim Skateboard- oder Elektro-Palettendesign können beiden Bauteilen Leitungsringe zugeordnet werden, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn der der Untersektion und/oder der Transport-/Fahrgastzelleneinheit zugeordnete Leitungsring oder Token-Ring Stationen aufweist, die in der Nähe der Lenk-, Räder- und Achsenbereiche angeordnet sind und die Token sendende Funktionselemente aufweisen. Damit kann ein Token-Ring-Verfahren optimal ausgeführt werden. Der Ring ist dann nah bei den Lenk-, Räder- und Achsenbereichen verlegt, von wo wichtige Funktionsbereiche abgehen, die versorgt und berücksichtigt werden können. Insbesondere wird es als wichtig angesehen, dass alle Funktionselemente ein „Token“ senden und ihre Verfügbarkeit und Einsatzbereitschaft melden können. Entsteht ein Ausfall durch Beschädigung oder natürliche Alterung, kann ein anderes Funktionselement die Funktion übernehmen. Wichtige Funktionselemente sind redundant vorhanden. Würde die wichtige Monitorstation im Verbund ausfallen, handeln die verbleibenden Funktionselemente (Empfänger) untereinander eine neue Monitorfunktion aus.
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Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass eine Automobilkarosserie mit Automobilplattform geschaffen ist, die vorteilhaft durch zusätzliche Träger bzw. Rohre stabilisiert ist. Diese der Stabilisierung dienenden Rohre werden dabei gleichzeitig als Aufnahmeelement für die Verkabelung ausgebildet bzw. dienen dafür, sodass sie eine Doppelfunktion übernehmen. Weiter vorteilhaft dabei ist, dass die durch die zunehmende Elektrifizierung der Autos immer wichtiger werdende Verkabelung durch Vorgabe gesicherter Kabelverbindungsrouten optimal ausgebildet wird.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:
- 1 ein Fahrzeug, bei dem die Lage und Anordnung der Automobilplattform, d. h. insbesondere der Bodenplatte und auch der verschiedenen Träger und Tragsäulen verdeutlicht wird,
- 2 zeigt eine Unteransicht einer derartigen Automobilplattform,
- 3 zeigt eine Unteransicht einer derartigen Automobilplattform, bei der zusätzliche Träger vorgesehen sind, die in Richtung der Längsachse des Fahrzeuges zusätzlich zu den Rohren bzw. Bauelementen angeordnet sind,
- 4 die Unteransicht einer Karosserie mit kreuzförmig verlaufenden Trägern,
- 5 ein von Rahmenblechen gestütztes Rohr,
- 6 ein gebogen ausgebildetes Rohr,
- 7 ein Rohr im Schnitt,
- 8 ein Rohr im Schnitt mit innenliegender Verkabelung,
- 9 ein leicht konisch ausgebildetes Rohr im Schnitt,
- 10 ein Rohr mit mehreren Öffnungen für die Verkabelung,
- 11 ein schematisiert dargestelltes Fahrzeug,
- 12 ein in einem Träger bzw. Holm angeordnetes Rohr,
- 13 eine Karosserie mit einem Leitungsring,
- 14 ein als Token-Ring ausgebildeter Leitungsring,
- 15 eine nach dem Skateboard- oder Elektro-Palettendesign ausgebildete Karosserie
- 16 ein zwei Leerrohre verbindendes Kunststoffelement,
- 17 ein Kunststoffelement für das Verschließen einer Austrittsstelle und
- 18 ein Kunststoffelement, das in eine solche Austrittsstelle eingesetzt ist.
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Bei dem in 1 gezeigten Fahrzeug 5 handelt es sich um einen älteren Typ, bei dem deutlich zu erkennen ist, dass eine Karosserie, bestehend aus Automobilplattform 2, den in der Längsachse 4 des Fahrzeugs 5 verlaufenden Längsträgern 6 und 7, den Radkästen 8 und den vorderen Trägern 9 zusammengesetzt ist. Die Bodenplatte 10 ist hier mit einigen Verformungen 23, 24 wiedergegeben, ohne dass auf ihre differenzierte Ausbildung Rücksicht genommen ist. Mit der Bodenplatte 10 ist das Fahrzeugdach 11 über die bekannte A-Tragsäule 12, B-Tragsäule 13 und C-Tragsäule 14 verbunden. Auch das Dach ist hier über eine Dachschiene 10 zusätzlich stabilisiert, die quasi die beiden Tragsäulen 13 miteinander verbindet. Erkennbar sind hier auch die einzelnen Radkästen 8, 8', wobei eigentlich nur die Innenseiten der Radkästen zur Automobilplattform direkt dazugehören.
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Nicht unbedingt die in 1 dargestellte Automobilplattform 2 ist in 2 von der Unterseite her dargestellt. Erkennbar ist aber immerhin, dass auch hier mehrere Verformungen 23, 24 vorgesehen sind und dass seitlich in der Längsachse 4 des Fahrzeuges 5 verlaufende Längsträger 6, 7 vorhanden sind. Erkennbar sind weiter in den Längsträgern 6, 7 angeordnete Bauelemente 19 in Form von Rohren 20. Diese sind zwischen den Vorderrädern 21 und Hinterrädern 22 am Rand der Bodenplatte 10 vorgesehen, wobei auf deren spezielle Ausführung noch weiter hinten eingegangen wird. Die Längsträger 6, 7 sind hier als Aufnahmeelement 17 für die Verkabelung 18 ausgeführt, wobei sie die Form von Rohren 20 aufweisen, die besonders geeignet sind, eventuell auftretende Aufschlagkräfte aufzunehmen bzw. geschickt weiterzuleiten.
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Bei 3 ist zusätzlich zu den Längsträgern 17, 17', 19, 19', 20, 20' ein zusätzlicher Träger 39, 39' vorgesehen. Dadurch ergibt sich eine besonders positive Erhöhung der Stabilität einer derartigen Automobilplattform 2. Die entsprechenden Längsträger bzw. Träger 17, 17' und 39, 39' werden Rahmenblechen 43 zusätzlich gehalten, um so auch die Ableitung der Aufschlagkräfte zu optimieren.
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4 schließlich zeigt eine zusätzliche Verstärkung der Bodenplatte 10 in Form einer kreuzförmigen Trägerkonstruktion 40, 40'.
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5 zeigt die Anordnung eines Rohres 20 bzw. des Aufnahmeelementes 17 in den Rahmenblechen 43, 43' in Seitenansicht.
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6 verdeutlicht, dass die Aufschlagkräfte gezielt aufgenommen und abgebaut werden können, wenn die schon erwähnten Rohre 20, die als Verstärkungselement oder Stabilisierungselement zum Einsatz kommen, gebogen ausgeführt sind, was hier mit dem Bezugszeichen 44 verdeutlicht ist.
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Die 7, 8 und 9 zeigen Rohre 20 im Schnitt, wobei zusätzlich zu Rohr 20 in 8 auch die Anordnung und Ausbildung der Verkabelung 18 verdeutlicht ist. Diese Verkabelung 18 besteht hier aus mehreren Kabeln 26, 27, die über ein Fixierband 28 zu einem Paket zusammengefügt sind. In 9 ist gezeigt, dass das Rohr leicht oval ausgebildet werden kann, was durch das Bezugszeichen 41 deutlich wird, wobei der engere Radius 45 so angeordnet bzw. ausgebildet wird, dass das Rohr 20 mit diesem engeren Radius 45 in Richtung der zu erwartenden Aufschlagkraft positioniert werden kann.
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In 10 ist verdeutlicht, dass das Rohr 20 über die üblichen Endöffnungen 29, 30 verfügt, wobei im Endbereich 31, 32 zusätzlich seitliche Öffnungen 34, 35 ausgebildet sind. Diese zusätzlichen Öffnungen 34, 35 dienen dazu, die Kabel 26, 27 wie gezeigt einzeln einzuführen, dann als zusammengefasste Einheit durch das Rohr 20 zu führen, um im gegenüberliegenden Endbereich dann die Kabel 26, 27 wieder einzeln aus dem Rohr 20 wieder herauszuführen, sie sind endseitig mit Verbindungen ausgerüstet, sodass sie leicht montierbar sind.
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11 zeigt eine vereinfacht dargestellte Karosserie, um noch einmal zu verdeutlichen, wo die einzelnen Tragsäulen 12, 13, 14 verlaufen und wie sie so auf geeignete Weise für die Stabilisierung der Karosserie verwendbar sind.
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12 schließlich zeigt in vereinfachter Darstellung ein als Holm 44 ausgebildetes Umfassungselement, in dem ein Rohr 20 positioniert ist und bei Bedarf beispielsweise zusätzlich oder ergänzend in die gesamte Automobilplattform 2 integriert werden kann.
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13 zeigt eine vereinfacht dargestellte Bodenplatte 10, die von einem rundumlaufenden Bauelement 19 eingefasst ist. Dieses Bauelement 19 ist hier in Form von Leerrohren 58, 59 dargestellt, wobei an den Eck- und Knotenpunkten 50, 51, 52, 53 Durchgänge vorhanden sind, so dass Leitungen 48 für die Signalverarbeitung bzw. auch Leitungen 49 für sonstige Versorgungsbereiche in einem Leitungsring 55 verlegt werden können. Wie weiter vorne erwähnt sind die Bauelemente 19 hier als Leerrohre 58, 59 ausgebildet und können daher sowohl statische Aufgaben wie eben die Schutzaufgabe für solche mehr oder weniger empfindlichen Leitungen übernehmen. Auch zwischen aufeinanderstoßende Leerrohre 58, 59 sind Eck- und Knotenpunkten vorgesehen und mit 54 bzw. 54' gekennzeichnet.
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In der Datentechnik sind solche Leitungsringe 55 bekannt und gebräuchlich, wobei sie hier beim Automobil- bzw. der Karosserie 1 vorteilhaft eingesetzt können, weil dann der Leitungsring 55 vorteilhaft an den Bedarfsfällen dicht vorbeigeführt werden kann, so dass nach 14 beispielsweise der Token-Ring 68 so ausgebildet ist, dass jeweils im Lenkbereich 69, Räderbereich 70 und Achsenbereich 71 Stationen 72 vorgesehen werden können. Hier gehen wichtige Funktionsbereiche ab, die versorgt und berücksichtigt werden können. Insbesondere wird es wichtig sein, dass alle Funktionselemente ein „Token“ senden und ihre Verfügbarkeit und Einsatzbereitschaft melden.
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Nach dem Skateboard- oder Elektro-Palettendesign aufgebaut ist die Karosserie 1 nach 15. Im unteren Teil der Karosserie 1, d.h. der Untersektion 63 ist das Fahrwerk 64, die Antriebseinheit 65 sowie i. d. R. auch ein Leitungsring 55 bzw. ein Token-Ring 68 angeordnet, während die Transport-/Fahrgastzelleneinheit ein zusätzliches Bauteil ist, das auf die Untersektion 63 aufgesetzt und mit dieser verbunden werden kann, wobei auch hier wieder Stationen 72 eines Token-Rings 68 angeordnet sein können, die den Zustand der Türen und Fenster u. ä. überwachen.
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Die 16, 17 und 18 zeigen eine besondere Ausführung, mit der Reibungsschäden u. ä. für die empfindlichen Leitungen für die Signalverarbeitung 48 u.ä. verhindert werden sollen. Nach 16 werden zwei Leerrohre 58, 59 über ein Kunststoffelement 61 verbunden, wobei die Leitung 48 durch dieses Kunststoffelement 61 hindurch nach außen geführt wird. Nach 17 ist ein solches Kunststoffelement 61 als Einzelteil gezeigt, wobei deutlich wird, dass im Kunststoffelement 61 eine Bohrung o.ä. vorhanden ist, durch die die empfindliche Leitung 48 oder 49 hindurchgezogen werden kann. Bei der Ausbildung nach 18 verschließt dieses Kunststoffelement 61 eine Austrittsstelle 60 in einem Leerrohr 58, wobei wiederum deutlich wird, dass durch diese Führung der Leitung 48 im Bereich des Austritts Reibungsschäden vermieden werden können.
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Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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