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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugheckstruktur.
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Beschreibung verwandten Stands der Technik
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In einer bekannten herkömmlichen Fahrzeugheckstruktur sind die Vorderseiten von hinteren Seitenrahmen gemäß den Gestaltungen der hinteren Radkästen gekrümmt und mit den hinteren Enden der Türschweller verbunden (siehe zum Beispiel
JP 2016 -
52 862 A ). In dieser Fahrzeugheckstruktur sind die hinteren Räder nach hinten von den Türschwellern und nach außen von den hinteren Seitenrahmen in der Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet.
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Die
US 2005 / 0 046 170 A1 zeigt hintere Seitenrahmen, deren Querschnitt sich von hinten nach vorne verringert. Die Verbindung zwischen dem Querträger und den hinteren Seitenrahmen erfolgt nicht an der Stelle des schmälsten Abschnitts der hinteren Seitenrahmen.
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In der
US 2012 / 0 175 897 A1 erfolgt die Verbindung des Querträgers mit den Seitenrahmen nicht an der Stelle des schmälsten Querschnitts der Seitenrahmen.
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Überblick über die Erfindung
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Jedoch in einer herkömmlichen Fahrzeugheckstruktur (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1) kann je näher der hintere Radkasten aufgrund von Designvariationen des Fahrzeugtyps ist, zu welchem diese Fahrzeugheckstruktur angewendet wird, an der Fußraumseite (nach innen in der Fahrzeugbreitenrichtung) ist, desto dünner kann der hintere Seitenrahmen sein. Dementsprechend wird die Festigkeit des hinteren Seitenrahmens an dem dünnen Abschnitt gering sein.
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Bei solch einer Fahrzeugheckstruktur kann man sich vorstellen, dass, wenn eine Kollisionskraft bei einer Kollision des Fahrzeugs an dem hinteren Ende auf den hinteren Seitenrahmen einwirkt, der hintere Seitenrahmen in der Mitte brechen kann. Wenn der hintere Seitenrahmen in der Mitte bricht, kann die Fahrzeugheckstruktur die Kollisionskraft nicht effizient von dem hinteren Seitenrahmen zu dem Türschweller übertragen. Dementsprechend kann die Fahrzeugheckstruktur die Kollisionsenergie nicht hinreichend absorbieren.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrzeugheckstruktur bereitzustellen, welche eine exzellentere Performance beim Absorbieren einer Kollisionsenergie als konventionelle Fahrzeugheckstrukturen aufweist, unabhängig von dem Fahrzeugtyp.
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Eine Fahrzeugheckstruktur zum Lösen der zuvor genannten Problemstellung umfasst: einen mit einem hinteren Rand eines Türschwellers verbundenen hinteren Seitenrahmen, welcher an jeder Seite einer Fahrzeugkarosserie angeordnet ist; und einen hinteren Querträger, welcher die hinteren Seitenrahmen miteinander koppelt. Jeder der hinteren Seitenrahmen umfasst einen Vorn-Hinten-Abschnitt, welcher sich in einer Vorn-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt, und einen schrägen Abschnitt, welcher sich derart schräg erstreckt, dass er graduell nach außen in einer Fahrzeugbreitenrichtung versetzt ist, während er sich nach vorn von einem vorderen Ende des Vorn-Hinten-Abschnitts erstreckt, wobei der schräge Abschnitt einen schmälsten Abschnitt umfasst, an welchem die Fläche eines geschlossenen Querschnitts am kleinsten ist, und der hintere Querträger die schmalsten Abschnitte miteinander koppelt.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Fahrzeugheckstruktur bereit, welche eine exzellentere Performance beim Absorbieren einer Kollisionsenergie als herkömmliche Fahrzeugheckstrukturen aufweist, unabhängig von dem Fahrzeugtyp.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Ansicht von unten des hinteren Abschnitts eines Fahrzeugs mit einer Fahrzeugheckstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 2 ist eine Ansicht von unten des hinteren Abschnitts des Fahrzeugs, in welcher ein hinterer Hilfsrahmen, ein Batteriegehäuse und Halterungen von 1 weggelassen sind;
- 3 ist eine unvollständige perspektivische Ansicht der Fahrzeugheckstruktur, umfassend einen entlang der Linie III-III in 1 gezogenen Querschnitt;
- 4 ist eine unvollständige perspektivische Ansicht der Fahrzeugheckstruktur, umfassend einen entlang der Linie IV-IV in 1 gezogenen Querschnitt; und
- 5 ist eine unvollständige vergrößerte perspektivische Ansicht eines hinteren Querträgers, umfassend einen entlang der Linie V-V in 1 gezogenen Querschnitt.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Eine Beschreibung wird im Detail für eine Fahrzeugheckstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung (dieses Ausführungsbeispiel) in Bezug auf die Zeichnungen, wenn dies angemessen ist, bereitgestellt werden.
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In der Fahrzeugheckstruktur dieses Ausführungsbeispiels weist jeder von schrägen Abschnitten von hinteren Seitenrahmen an beiden Seiten der Fahrzeugkarosserie einen schmälsten Abschnitt auf und sind diese schmalsten Abschnitte miteinander mit einem hinteren Querträger gekoppelt.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung insbesondere beschrieben werden, indem ein Beispiel verwendet wird, in welchem eine Fahrzeugheckstruktur in einem elektrischen Fahrzeug, einem Plug-in-Hybridfahrzeug oder dergleichen verwendet wird, welches mit einer Batterie für die Antriebseinheit ausgestattet sind. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt, sondern kann auf verschiedene Fahrzeuge angewendet werden, welche eine Struktur aufweisen, in welcher ein Paar von hinteren Seitenrahmen mit einem hinteren Querträger miteinander gekoppelt sind.
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1 ist eine Ansicht von unten des hinteren Abschnitts eines Fahrzeugs 12, an welchem eine Fahrzeugheckstruktur S in diesem Ausführungsbeispiel montiert ist. 2 ist eine Ansicht von unten des hinteren Abschnitts des Fahrzeugs 12, in welcher ein hinterer Hilfsrahmen 4, ein Batteriegehäuse 8 und Halterungen von 1 weggelassen sind. Oben-, Unten-, Vorn-, Hinten-, Rechts- und Linksrichtungen in der folgenden Beschreibung stimmen mit den Oben-, Unten-, Vorn-, Hinten-, Rechts- und Linksrichtungen überein, wie sie von einem in dem Fahrzeug 12 sitzenden Fahrer gesehen werden. Beachte, dass die Rechts-Links-Richtung mit der Fahrzeugbreitenrichtung übereinstimmt.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst die Fahrzeugheckstruktur S in diesem Ausführungsbeispiel Türschweller 1, welche sich in der Vorn-Hinten-Richtung an beiden Seiten einer Fahrzeugkarosserie 10 erstrecken, hintere Seitenrahmen 2, welche sich nach hinten von den hinteren Enden der Türschweller 1 erstrecken, einen hinteren Querträger 3, welcher zuvor genannte schräge Abschnitte 2b der hinteren Seitenrahmen 2 miteinander koppelt, und den hinteren Hilfsrahmen 4, welcher unterhalb der hinteren Seitenrahmen 2 angeordnet ist. Die Fahrzeugkarosserie 10 in diesem Ausführungsbeispiel umfasst ferner das Batteriegehäuse 8 und die Halterungen 7, wodurch der hintere Querträger 3 dieses Batteriegehäuse 8 abstützt.
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< Türschweller >
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Jeder Türschweller 1 ist mittels eines Verbindens einer (nicht dargestellten) Türschweller-Innenseite und einer (nicht dargestellten) Türschweller-Außenseite ausgebildet, welche entsprechend an der Innenseite und der Außenseite in der Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet sind, um einen hohlen Innenraum auszubilden, in dessen Inneren eine (nicht dargestellte) Türschweller-Versteifung angeordnet ist.
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Auch wenn dies nicht gezeigt ist, erstrecken sich die Türschweller 1 in der Nähe eines unteren Armaturenbretts an der Vorderseite der Fahrzeugkarosserie.
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< hinterer Seitenrahmen >
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Wie in 2 gezeigt, umfasst jeder hintere Seitenrahmen 2 hauptsächlich einen Vorn-Hinten-Abschnitt 2a und einen schrägen Abschnitt 2b.
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Der Vorn-Hinten-Abschnitt 2a ist nach hinten von dem schrägen Abschnitt 2b, welcher als nächstes beschrieben wird, und nach innen von dem Türschweller 1 in der Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet und erstreckt sich in der Vorn-Hinten-Richtung. Insbesondere erstreckt sich der Vorn-Hinten-Abschnitt 2a im Wesentlichen parallel zu der Achse und im Wesentlichen horizontal. Beachte, dass sich der Vorn-Hinten-Abschnitt 2a in diesem Ausführungsbeispiel in der Vorn-Hinten-Richtung erstreckt und eine im Wesentlichen konstante Breite in einer Ansicht von unten aufweist.
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Der Vorn-Hinten-Abschnitt 2a weist eine geschlossene Querschnittsstruktur in einer im Wesentlichen rechteckigen Gestalt auf. Die hinteren Enden der Vorn-Hinten-Abschnitte 2a sind mit den Vorderflächen beider Enden eines Stoßstangenträgers 6, welcher sich in der Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt, mittels Stoßstangenträgerverlängerungen 6a verbunden.
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Der schräge Abschnitt 2b ist mit dem vorderen Ende des Vorn-Hinten-Abschnitts 2a verbunden und erstreckt sich schräg, um graduell nach außen in der Fahrzeugbreitenrichtung versetzt zu sein, während er sich nach vorn von dem vorderen Ende des Vorn-Hinten-Abschnitts 2a erstreckt.
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Auch wenn dies nicht gezeigt ist, weist der schräge Abschnitt 2b in diesem Ausführungsbeispiel eine Hutgestalt in einer Querschnittsansicht auf, welche sich nach außen in der Fahrzeugbreitenrichtung öffnet. Ein oberer und ein unterer (nicht dargestellter) Flansch des schrägen Abschnitts 2b, welche der Krempe der Hutgestalt entsprechen, sind mit der Innenfläche eines Radkastens 13 in der Fahrzeugbreitenrichtung mittels Schweißen oder anderer Verfahren verbunden.
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Der mit dem Radkasten 13 verbundene schräge Abschnitt 2b bildet einen geschlossenen Querschnitt in einer im Wesentlichen rechteckigen Gestalt in Übereinstimmung mit dem Radkasten 13 aus.
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Das vordere Ende des schrägen Abschnitts 2b ist in der Fahrzeugbreitenrichtung nach innen von dem Türschweller 1 angeordnet, um in der Vorn-Hinten-Richtung überlappend mit dem hinteren Ende des Türschwellers 1 zu sein, mit welchem das vordere Ende des schrägen Abschnitts 2b verbunden ist.
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Auch wenn die Fahrzeugkarosserie 10 in der Seitenansicht nicht gezeigt ist, erstreckt sich der schräge Abschnitt 2b schräg und graduell nach oben (in Richtung der Rückseite der Papieroberfläche von 2) während er sich nach hinten von dem Verbindungsabschnitt mit dem Türschweller 1 erstreckt und ist das hintere Ende des schrägen Abschnitts 2b mit dem vorderen Ende des Vorn-Hinten-Abschnitts 2a verbunden.
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An dem distalen Ende des schrägen Abschnitts 2b ist in diesem Ausführungsbeispiel ein schmaler Abschnitt 14 ausgebildet.
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Dieser schmale Abschnitt 14 ist durch den schrägen Abschnitt 2b ausgebildet, welcher in der seitlichen Breite (die Breite in der Richtung orthogonal zu der Erstreckungsrichtung) graduell abnimmt, während er sich von der Vorn-Hinten-Abschnitt 2a-Seite in Richtung des Türschwellers 1 erstreckt, und dann auf halbem Wege durch diesen in der umgekehrten seitlichen Breite graduell zunimmt, während er sich zu dem Verbindungsabschnitt mit dem Türschweller 1 erstreckt.
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Der schmale Abschnitt 14 ist in der Fahrzeugbreitenrichtung durch den äußeren Rand des schrägen Abschnitts 2b ausgebildet, welcher in einer Bogengestalt schräg nach vorn und nach innen in der Fahrzeugbreitenrichtung bei einer zu dem Verbindungsabschnitt mit dem Türschweller 1 benachbarten Position vertieft ist.
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Beachte, dass auch, wenn der schmale Abschnitt 14 in diesem Ausführungsbeispiel festgelegt ist, um einen schmälsten Abschnitt 15 zu umfassen, bei welchem die Fläche des geschlossenen Querschnitts am kleinsten ist, während sich der hintere Seitenrahmen 2 erstreckt, ist es nicht notwendig, dass der schmale Abschnitt 14 festgelegt ist, um einen schmälsten Abschnitt 15 zu umfassen, bei welchem die Fläche des geschlossenen Querschnitts zumindest während sich der schräge Abschnitt 2b erstreckt, am kleinsten ist. Im Übrigen ist die Fläche des geschlossenen Querschnitts des hinteren Seitenrahmens 2 in diesem Ausführungsbeispiel als die Fläche des geschlossenen Querschnitts orthogonal zu der Erstreckungsrichtung des hinteren Seitenrahmens 2 definiert.
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Dieser hintere Seitenrahmen 2 weist einen ersten Montageabschnitt 20a, einen dritten Montageabschnitt 20c und einen vierten Montageabschnitt 20d für den hinteren Hilfsrahmen 4 (siehe 1), der später beschrieben wird, auf. Diese Montageabschnitte 20a, 20c und 20d werden später im Detail beschrieben werden.
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In 2 zeigt Bezugszeichen 16a ein vorderes Bodenpaneel an und zeigt Bezugszeichen 16b ein hinteres Bodenpaneel an.
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< hinterer Querträger >
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Wie in 2 gezeigt, erstreckt sich der hintere Querträger 3 in der Fahrzeugbreitenrichtung unterhalb des hinteren Bodenpaneels 16b und ist dieser an den hinteren Seitenrahmen 2 angebracht, um die hinteren Seitenrahmen 2 zu überbrücken.
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3 ist eine unvollständige perspektivische Ansicht der Fahrzeugheckstruktur S, umfassend einen entlang der Linie III-III in 1 gezogenen Querschnitt. Hier, in 3, ist der hintere Hilfsrahmen 4 (siehe 1) nicht gezeigt.
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Wie in 3 gezeigt, weist der hintere Querträger 3 eine Hutgestalt in Querschnittsansicht auf, welche sich nach oben öffnet. Insbesondere weist der hintere Querträger 3 eine Bodenwand Wb, eine vordere Wand Wf, welche von dem vorderen Rand der Bodenwand Wb aufsteigt, eine hintere Wand Wr, welche von dem hinteren Rand der Bodenwand Wb aufsteigt, und einen vorderen Flansch 3a sowie einen hinteren Flansch 3b auf, welche die Krempe der Hutgestalt ausbilden.
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Der vordere Flansch 3a und der hintere Flansch 3b sind mittels Schweißen oder anderer Verfahren mit der unteren Fläche des hinteren Bodenpaneels 16b verbunden.
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Beachte, dass sich das hintere Bodenpaneel 16b, mit welchem der hintere Querträger 3 verbunden ist, über eine vertikale Wand 18 nach hinten erstreckt, von welcher ein Verbindungsabschnitt mit dem vorderen Bodenpaneel 16a aufsteigt, wodurch eine Stufe ausgebildet wird. Der hintere Querträger 3 ist mit dem hinteren Bodenpaneel 16b verbunden, um die Stufe zu überspannen.
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Dementsprechend ist die vordere Wand Wf des hinteren Querträgers 3 in der Oben-Unten-Richtung kürzer festgelegt als die hintere Wand Wr und ist die hintere Wand Wr länger festgelegt als die vordere Wand Wf, um die Stufe des hinteren Bodenpaneels 16b aufzunehmen.
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Der auf diese Weise mit dem hinteren Bodenpaneel 16b verbundene hintere Querträger 3 bildet einen geschlossenen Querschnitt in einer im Wesentlichen rechteckigen Gestalt in Zusammenwirkung mit dem hinteren Bodenpaneel 16b aus.
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In 3 zeigt Bezugszeichen 5 eine im Inneren des geschlossenen Querschnitts des hinteren Querträgers 3 angeordnete Trennwand an, zeigt Bezugszeichen 8 das durch imaginäre Linien (gestrichelte Doppel-Punkt-Linien) dargestellte Batteriegehäuse an und zeigt Bezugszeichen 17 eine Verstrebung an, welche den hinteren Querträger 3 und den hinteren Seitenrahmen 2 koppelt (siehe 2). Diese Trennwand 5, dieses Batteriegehäuse 8 und diese Verstrebung 17 werden später im Detail beschrieben werden.
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Zurückkehrend zu 2 sind beide Enden des hinteren Querträgers 3 in der Fahrzeugbreitenrichtung mit den schrägen Abschnitten 2b der hinteren Seitenrahmen 2 mittels Schweißen oder anderer Verfahren verbunden. Insbesondere sind Verbindungsflansche 3c, welche an beiden Enden des hinteren Querträgers 3 ausgebildet sind, mit den unteren Flächen der hinteren Seitenrahmen 2 mittels Schweißen oder anderer Verfahren verbunden.
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Hier in diesem Ausführungsbeispiel koppelt der hintere Querträger 3 die schmalen Abschnitte 14 der hinteren Seitenrahmen 2 miteinander. In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel koppelt der hintere Querträger 3 die schmalsten Abschnitte 15 der hinteren Seitenrahmen 2 miteinander. In noch einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die vordere Wand Wf des hinteren Querträgers 3 mit den hinteren Seitenrahmen 2 verbunden, um zwischen den schmälsten Abschnitten 15 bei den schrägen Abschnitten 2b angeordnet zu sein. In 2 zeigt die durch Bezugszeichen Wf angezeigte gestrichelte Linie die Position der vorderen Wand Wf des hinteren Querträgers 3. Im Übrigen wird in diesem Ausführungsbeispiel angenommen, dass der vorderste Abschnitt der vorderen Wand Wf, welcher in der Vorn-Hinten-Richtung geneigt ist, zwischen den schmälsten Abschnitten 15 angeordnet ist. Jedoch ermöglicht die vorliegende Erfindung eine Konfiguration, in welcher der hinterste Abschnitt der vorderen Wand Wf zwischen den schmälsten Abschnitten 15 angeordnet ist, oder eine Konfiguration, in welcher ein beliebiger Zwischenabschnitt der vorderen Wand Wf in der Vorn-Hinten-Richtung zwischen den schmälsten Abschnitten 15 angeordnet ist.
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Dieser hintere Querträger 3 weist zweite Montageabschnitte 20b für den später beschriebenen hinteren Hilfsrahmen 4 (siehe 1) und Halterungsmontageabschnitte 30a für die Halterungen 7 (siehe 1) auf, mittels welchen das Batteriegehäuse 8 an dem hinteren Querträger 3 abgestützt ist. Diese zweiten Montageabschnitte 20b und die Halterungsmontageabschnitte 30a werden später im Detail beschrieben werden.
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< hinterer Hilfsrahmen >
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Im Folgenden wird der hintere Hilfsrahmen 4 (siehe 1) beschrieben werden. 4 ist eine unvollständige perspektivische Ansicht der Fahrzeugheckstruktur S, umfassend einen entlang der Linie IV-IV in 1 gezogenen Querschnitt. Hier in 4 ist das Batteriegehäuse 8 durch die imaginären Linien (gestrichelte Doppel-Punkt-Linien) angezeigt.
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Wie in 4 gezeigt, ist der hintere Hilfsrahmen 4 unterhalb der hinteren Seitenrahmen 2 angeordnet. An dem hinteren Hilfsrahmen 4 sind die (nicht dargestellte) Energieeinheit, die (nicht dargestellte) hintere Aufhängungseinheit und andere Teile montiert.
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Der hintere Hilfsrahmen 4 umfasst Vorn-Hinten-Abschnitte 4a, welche unterhalb der Vorn-Hinten-Abschnitte 2a der hinteren Seitenrahmen 2 angeordnet sind und welche sich in der Vorn-Hinten-Richtung erstrecken, sowie schräge Abschnitte 4b, welche unterhalb der schrägen Abschnitte 2b der hinteren Seitenrahmen 2 angeordnet sind und sich in der Vorn-Hinten-Richtung erstrecken. Die Vorn-Hinten-Abschnitte 4a sind mit den hinteren Enden der schrägen Abschnitte 4b verbunden.
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Zurückkehrend zu 1 sind in einer Ansicht von unten die Vorn-Hinten-Abschnitte 4a nach innen von den hinteren Seitenrahmen 2 angeordnet und erstrecken sich in der Vorn-Hinten-Richtung, um im Wesentlichen parallel zu den Vorn-Hinten-Abschnitten 2a zu sein. Die hinteren Abschnitte der Vorn-Hinten-Abschnitte 4a sind mit einer Traverse 41 gekoppelt.
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In einer Ansicht von unten sind die schrägen Abschnitte 4b nach innen von den hinteren Seitenrahmen 2 lokalisiert und erstrecken sich diese im Wesentlichen parallel zu den schrägen Abschnitten 2b. In anderen Worten ausgedrückt, erstreckt sich jeder schräge Abschnitt 4b schräg, um in der Fahrzeugbreitenrichtung graduell nach außen versetzt zu sein, während er sich nach vorn von dem vorderen Ende des Vorn-Hinten-Abschnitts 4a erstreckt. Der schräge Abschnitt 4b erstreckt sich von der Vorn-Hinten-Abschnitt 4a-Seite zu dem vorderen Rand des hinteren Querträgers 3. Die hinteren Abschnitte der schrägen Abschnitte 4b sind mittels einer Traverse 42 miteinander gekoppelt.
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Der hintere Hilfsrahmen 4 umfasst ferner verlängerte Abschnitte 4c. Jeder verlängerte Abschnitt 4c erstreckt sich in der Fahrzeugbreitenrichtung von dem vorderen Rand des schrägen Abschnitts 4b nach außen entlang des vorderen Randes des hinteren Querträgers 3. Der distale Endabschnitt des verlängerten Abschnitts 4c ist an dem schmälsten Abschnitt 15 (siehe 2) des hinteren Seitenrahmens 2 lokalisiert.
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In dem distalen Endabschnitt des verlängerten Abschnitts 4c ist ein erster Verbindungsabschnitt 40a an einer Position ausgebildet, welche dem ersten Montageabschnitt 20a (siehe 2) entspricht, welcher an dem schmälsten Abschnitt 15 ausgebildet ist.
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In dem vorderen Abschnitt des schrägen Abschnitts 4b ist ein zweiter Verbindungsabschnitt 40b an einer Position ausgebildet, welche dem zweiten Montageabschnitt 20b (siehe 2) des hinteren Querträgers 3 entspricht.
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In dem hinteren Abschnitt des schrägen Abschnitts 4b ist ein dritter Verbindungsabschnitt 40c an einer Position ausgebildet, welche dem dritten Montageabschnitt 20c (siehe 2) des hinteren Seitenrahmens 2 entspricht. Beachte, dass wie in 2 gezeigt, der dritte Montageabschnitt 20c an einem hinteren Abschnitt des schrägen Abschnitts 2b des hinteren Seitenrahmens 2 ausgebildet ist. Wie in 1 gezeigt, ist der dritte Verbindungsabschnitt 40c an einer Position ausgebildet, welche dem Kopplungsabschnitt zwischen dem hinteren Abschnitt des schrägen Abschnitts 4b und der Traverse 42 entspricht.
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Wie in 1 gezeigt, ist in dem hinteren Abschnitt des Vorn-Hinten-Abschnitts 4a ein vierter Verbindungsabschnitt 40d an einer Position ausgebildet, welche dem vierten Montageabschnitt 20d (siehe 2) des hinteren Seitenrahmens 2 entspricht. Beachte, dass wie in 2 gezeigt, der vierte Montageabschnitt 20d an einem hinteren Abschnitt des Vorn-Hinten-Abschnitts 2a des hinteren Seitenrahmens 2 ausgebildet ist. Wie in 1 gezeigt, ist der vierte Verbindungsabschnitt 40d an einer Position ausgebildet, welche dem Kopplungsabschnitt zwischen dem hinteren Abschnitt des Vorn-Hinten-Abschnitts 4a und der Traverse 41 entspricht
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Wie in 4 gezeigt, sind der zweite Verbindungsabschnitt 40b, der dritte Verbindungsabschnitt 40c und der vierte Verbindungsabschnitt 40d des hinteren Hilfsrahmens 4 mit Bolzen B an dem zweiten Montageabschnitt 20b des hinteren Querträgers 3 bzw. dem dritten Montageabschnitt 20c bzw. dem vierten Montageabschnitt 20d des hinteren Seitenrahmens 2 angebracht. Auch wenn dies nicht gezeigt ist, sind die ersten Verbindungsabschnitte 40a (siehe 1) an den ersten Montageabschnitten 20a (siehe 2) mittels Bolzen angebracht.
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Beachte, dass in 4 Bezugszeichen 5 die Trennwand anzeigt, mit welcher der zweite Verbindungsabschnitt 40b mittels des Bolzens B gekoppelt ist.
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< Trennwand >
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Im Folgenden wird die Trennwand 5 (siehe 4) beschrieben werden.
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5 ist eine unvollständige vergrößerte perspektivische Ansicht des hinteren Querträgers 3, umfassend einen entlang von Linie V-V in 1 gezogenen Querschnitt. 5 zeigt die innerhalb des geschlossenen Querschnitts des hinteren Querträgers 3 angeordnete Trennwand 5, wenn der hintere Querträger 3 von einer Position nach vorn von der Fahrzeugkarosserie und schräg nach unten betrachtet wird. Wie in 5 gezeigt, ist die Trennwand 5 aus mehreren Platten (Teilwänden) gebildet, welche das Innere des hinteren Querträgers 3 in der Richtung unterteilt, welche die Fahrzeugbreitenrichtung kreuzt.
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Die Trennwand 5 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine erste Trennwand 5a, welche in der Mitte des hinteren Querträgers 3 angeordnet ist, eine zweite Trennwand 5b, welche an einer dem zweiten Montageabschnitt 20b (siehe 2) entsprechenden Position angeordnet ist, und ein Paar von dritten Trennwänden 5c, welches zwischen der ersten Trennwand 5a und der zweiten Trennwand 5b angeordnet ist.
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Beachte, dass die später beschriebene Halterung 7 an der unteren Fläche des hinteren Querträgers 3 an einer zwischen dem Paar von dritten Trennwänden 5c entsprechenden Position unter Verwendung des Bolzens B und einer Mutternplatte N angebracht ist.
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Die erste Trennwand 5a umfasst eine Teilplatte 51a, einen entlang des unteren Randes der Teilplatte 51a ausgebildeten Flansch 52a und eine integral mit der Teilplatte 51a ausgebildete Versteifung 53.
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Der Flansch 52a ist mit der Bodenwand Wb des hinteren Querträgers 3 verbunden.
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Die Versteifung 53 weist einen Verbindungsabschnitt 54, welcher die Teilplatte 51a mit der unteren Fläche des hinteren Bodenpaneels 16b verbindet, eine mit diesem Verbindungsabschnitt 54 integral ausgebildete und von diesem Verbindungsabschnitt 54 heruntergehende Verstärkungsplatte 55 und einen diese Verstärkungsplatte 55 mit der Plattenoberfläche der Teilplatte 51a verbindenden Flansch 52b auf. Auch wenn dies nicht gezeigt ist, weist die Teilplatte 51a der ersten Trennwand 5a einen mit der hinteren Wand Wr (siehe 3) des hinteren Querträgers 3 verbundenen Flansch auf.
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Die zweite Trennwand 5b umfasst eine Teilplatte 51b, einen entlang des unteren Rands der Teilplatte 51b ausgebildeten Flansch 52c und einen mit der Teilplatte 51b verbundenen Kragen 56. Innerhalb des Kragens 56 ist eine (nicht dargestellte) Nut angeordnet, in welcher der Bolzen B (siehe 4) an dem zweiten Verbindungsabschnitt 40b (siehe 4) befestigt ist. Auch wenn dies nicht gezeigt ist, weist die Teilplatte 51b der zweiten Trennwand 5b Flansche auf, welche mit der vorderen Wand Wf bzw. der hinteren Wand Wr (siehe 3) des hinteren Querträgers 3 verbunden sind
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Jede dritte Trennwand 5c umfasst eine Teilplatte 51c, einen entlang des unteren Randes der Teilplatte 51c ausgebildeten Flansch 52d, einen entlang des oberen Randes der Teilplatte 51c ausgebildeten Flansch 52e und einen entlang des vorderen Randes der Teilplatte 51c ausgebildeten Flansch 52f.
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Der Flansch 52d ist mit der Bodenwand Wb des hinteren Querträgers 3 verbunden.
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Der Flansch 52e ist mit der unteren Fläche des hinteren Bodenpaneels 16b verbunden.
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Der Flansch 52f ist mit der vorderen Wand Wf des hinteren Querträgers 3 verbunden.
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Auch wenn dies nicht gezeigt ist, weist die Teilplatte 51c der dritten Trennwand 5c einen mit der hinteren Wand Wr (siehe 3) des hinteren Querträgers 3 verbundenen Flansch auf.
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Beachte, dass in 5 Bezugszeichen 7 die Halterung anzeigt, mittels welcher das Batteriegehäuse 8 an dem hinteren Querträger 3 abgestützt ist. Bezugszeichen 30a zeigt den Halterungsmontageabschnitt des hinteren Querträgers 3 an. Bezugszeichen B zeigt den Bolzen zum Anbringen der Halterung 7 an dem Halterungsmontageabschnitt 30a an und Bezugszeichen N zeigt die Mutternplatte an, welche durch das Gewinde mit dem Bolzen B in Eingriff steht. Bezugszeichen 2b zeigt den schrägen Abschnitt des hinteren Seitenrahmens 2 an und das Bezugszeichen 13 zeigt den Radkasten an.
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< Batteriegehäuse >
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Im Folgenden wird das Batteriegehäuse 8 (siehe 1) beschrieben werden.
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Wie in 1 gezeigt, ist das Batteriegehäuse 8 nach vorn von dem hinteren Querträger 3 angeordnet. Auch wenn dies nicht gezeigt ist, weist das Batteriegehäuse 8 eine im Wesentlichen rechteckige Gestalt in einer Ansicht der Fahrzeugkarosserie 10 von unten auf.
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Das Batteriegehäuse 8 erstreckt sich nach vorn zwischen den Türschwellern 1 und das vordere Ende des Batteriegehäuses 8 ist durch einen (nicht dargestellten) Batteriemontagerahmen abgestützt, welcher sich in der Fahrzeugbreitenrichtung entlang des hinteren Randes des (nicht dargestellten) unteren Armaturenbretts erstreckt.
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Wie in 1 gezeigt, sind an beiden Seiten des Batteriegehäuses 8 in der Fahrzeugbreitenrichtung ein Paar von Stützplatten 81 angeordnet. Auch wenn 1 nur die hinteren Enden der Stützplatten 81 zeigt, erstrecken sich die Stützplatten 81 entlang der Türschweller 1 zu den vorderen Enden der Türschweller 1.
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Diese Stützplatten 81 sind an den Türschwellern 1 fixiert, wobei die äußeren Ränder davon in der Fahrzeugbreitenrichtung mit den unteren Flächen der (nicht dargestellten) zuvor beschriebenen Türschweller-Innenseiten verbunden sind.
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Die linke und rechte Stützplatte 81 sind durch ein Rahmenelement 82 überbrückt. Auch wenn 1 nur ein an einem hinteren Abschnitt der Stützplatten 81 angeordnetes Rahmenelement 82 zeigt, sind mehrere Rahmenelemente 82 in bestimmten Intervallen in der Vorn-Hinten-Richtung der Stützplatten 81 angeordnet.
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Wie in 3 gezeigt, ist das Batteriegehäuse 8 unterhalb des vorderen Bodenpaneels 16a, welches an den Rahmenelementen 82 abgestützt ist, angeordnet. Beachte, dass das Batteriegehäuse 8 an den Rahmenelementen 82 mit (nicht dargestellten) an entsprechenden Positionen an den Rahmenelementen 82 angeordneten Bolzen befestigt ist.
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Im Übrigen umfasst dieses Batteriegehäuse 8 in diesem Ausführungsbeispiel eine Wanne 8a, welche einen (nicht dargestellten) Batteriepack aufnimmt, welcher aus einer Lithiumion-Batterie oder dergleichen ausgebildet ist, und einen Deckel 8b, welcher die obere Öffnung der Wanne 8a schließt.
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Wie in 1 gezeigt, ist das Batteriegehäuse 8 mittels des hinteren Querträgers 3 über das Paar von Halterungen 7 abgestützt. Insbesondere sind die vorderen Abschnitte der Halterungen 7 mit der unteren Fläche des Rahmenelements 82 und der unteren Fläche des Batteriegehäuses 8 mittels Schweißen oder anderer Verfahren verbunden, und sind die hinteren Abschnitte der Halterungen 7 an den Halterungsmontageabschnitten 30a (siehe 2) des hinteren Querträgers 3 befestigt. Im Übrigen werden in diesem Ausführungsbeispiel der Bolzen B und die Mutternplatte N verwendet, um jede Halterung 7 und den hinteren Querträger 3 zu verbinden, wie in 5 gezeigt.
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Wie in 4 gezeigt, ist die Halterung 7 in diesem Ausführungsbeispiel eine Platte, welche in einer Stufengestalt gebogen ist, um an die Stufe zwischen der unteren Fläche des Batteriegehäuses 8 und der unteren Fläche des hinteren Querträgers 3 angepasst zu sein. Beachte, dass diese Halterung 7 mehrere Wülste 7a aufweist, welche derart ausgebildet sind, dass sie sich in der Vorn-Hinten-Richtung erstrecken.
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< Verstrebung >
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Wie in 2 gezeigt, sind die Verstrebungen 17 Elemente, von welchen jedes in einer Ansicht von unten eine im Wesentlichen dreieckige Gestalt aufweist und an der Ecke ausgebildet ist, welche mittels des hinteren Seitenrahmens 2 und dem hinteren Querträger 3 ausgebildet ist.
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Jede Verstrebung 17 ist eine gebogene Platte mit einem L-förmigen Querschnitt, welche durch ein dreieckiges Plattenelement 17a, welches im Wesentlichen an der gleichen Ebene wie die unteren Flächen des hinteren Seitenrahmens 2 und des hinteren Querträgers 3 angeordnet ist, und ein Schenkelplattenelement 17b ausgebildet ist, welches in Richtung des hinteren Bodenpaneels 16b an der entgegengesetzten Seite der Ecke gebogen ist, welche durch den schrägen Abschnitt 2b und den hinteren Querträger 3 ausgebildet ist.
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Das dreieckige Plattenelement 17a der Verstrebung 17 weist einen Rand 17c auf, welcher sich in der Fahrzeugbreitenrichtung in einem Bereich erstreckt, welcher den zweiten Montageabschnitt 20b für den hinteren Hilfsrahmen 4 und den Halterungsmontageabschnitt 30a umfasst.
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Das dreieckige Plattenelement 17a der Verstrebung 17 weist auch einen Rand 17d auf, welcher sich von dem schrägen Abschnitt 2b zu dem vorderen Abschnitt des Vorn-Hinten-Abschnitts 2a des hinteren Seitenrahmens 2 erstreckt. In anderen Worten, der dritte Montageabschnitt 20c des hinteren Seitenrahmens 2 für den hinteren Hilfsrahmen 4 ist an dem Kopplungsabschnitt zwischen der Verstrebung 17 und dem hinteren Seitenrahmen 2 angeordnet.
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< praktische Auswirkung >
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Im Folgenden wird eine Beschreibung für die praktischen Effekte bereitgestellt werden, welche durch die Fahrzeugheckstruktur S in diesem Ausführungsbeispiel erzielt werden.
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In der Fahrzeugheckstruktur S in diesem Ausführungsbeispiel koppelt der hintere Querträger 3 die schmalsten Abschnitte 15 der hinteren Seitenrahmen 2 miteinander, wie in 1 gezeigt.
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In dieser Fahrzeugheckstruktur S erzeugen die schmalsten Abschnitte 15 Komponentenkräfte, welche nach innen in der Fahrzeugbreitenrichtung gerichtet sind, jedoch reduziert der hintere Querträger 3 eine durch diese Komponenten verursachte Verformung der hinteren Seitenrahmen 2 an den schmälsten Abschnitten 15, wenn eine Kollisionskraft auf die hinteren Seitenrahmen 2 einwirkt.
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Dies bedeutet, dass das die Fahrzeugheckstruktur S aufweisende Fahrzeug 12 die Verformung der hinteren Seitenrahmen 2 an den schmälsten Abschnitten 15, welche durch die Kollisionskraft verursacht wird, unabhängig davon reduziert, ob die Breite des schmälsten Abschnitts 15 aufgrund des Designs des Fahrzeugtyps variiert. Demzufolge überträgt die Fahrzeugheckstruktur S die Kollisionskraft zu dem hinteren Abschnitt der Fahrzeugkarosserie 10 effizient mittels der hinteren Seitenrahmen 2 und somit ist eine Leistungsfähigkeit eines Absorbierens der Kollisionsenergie weiter verbessert.
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Zudem ist in der Fahrzeugheckstruktur S in diesem Ausführungsbeispiel die vordere Wand Wf des hinteren Querträgers 3 zwischen den schmälsten Abschnitten 15 der schrägen Abschnitte 2b angeordnet, wie in 2 gezeigt.
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In dieser Fahrzeugheckstruktur S werden die schmalsten Abschnitte 15 durch die dazwischen lokalisierte vordere Wand Wf des hinteren Querträgers 3 abgestützt, was eine Verformung der hinteren Seitenrahmen 2 in positiverer Weise verringert.
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Beachte, dass die hintere Wand Wr des hinteren Querträgers 3 auch zwischen den schmälsten Abschnitten 15 der hinteren Seitenrahmen 2 angeordnet sein kann, wie später beschrieben.
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In der Fahrzeugheckstruktur S in diesem Ausführungsbeispiel weist der schmalste Abschnitt 15 des hinteren Seitenrahmens 2 den ersten Montageabschnitt 20a für den hinteren Hilfsrahmen 4 auf, wie in 2 gezeigt.
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In dieser Fahrzeugheckstruktur S ist die Festigkeit des schmalsten Abschnitts 15 mittels des hinteren Hilfsrahmens 4 erhöht. Somit verringert diese Fahrzeugheckstruktur S eine Verformung der hinteren Seitenrahmen 2 in einer positiveren Weise.
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Zudem weist in der Fahrzeugheckstruktur S in diesem Ausführungsbeispiel der hintere Querträger 3 die zweiten Montageabschnitte 20b für den hinteren Hilfsrahmen 4 auf, wie in 2 gezeigt.
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In dieser Fahrzeugheckstruktur S koppelt der hintere Hilfsrahmen 4 die schmalsten Abschnitte 15 und den hinteren Querträger 3, wodurch eine Verformung der hinteren Seitenrahmen 2 in einer positiveren Weise verringert wird.
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In der Fahrzeugheckstruktur S in diesem Ausführungsbeispiel weist der hintere Querträger 3 die zweiten Montageabschnitte 20b und die Halterungsmontageabschnitte 30a auf, welche benachbart zueinander angeordnet sind, wie in 2 gezeigt.
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Diese Fahrzeugheckstruktur S erhöht die Montagefestigkeit der Halterungen 7 und überträgt somit die Kollisionskraft mittels der Halterungen 7 in einer positiveren Weise zu dem Batteriegehäuse 8. Dies verbessert ferner die Leistungsfähigkeit eines Absorbierens von Kollisionsenergie in der Fahrzeugheckstruktur S.
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In der Fahrzeugheckstruktur S in diesem Ausführungsbeispiel ist der hintere Hilfsrahmen 4 mittels der zweiten Montageabschnitte 20b an den Trennwänden 5 angebracht, wie in 4 gezeigt.
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In dieser Fahrzeugheckstruktur S erhöhen die Trennwände 5 die Festigkeit sowohl der Halterungsmontageabschnitte 30a als auch der zweiten Montageabschnitte 20b, welche an dem hinteren Querträger 3 ausgebildet sind.
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In der Fahrzeugheckstruktur S in diesem Ausführungsbeispiel sind die Verstrebungen 17 jeweils mit dem hinteren Querträger 3 in einem Bereich in der Fahrzeugbreitenrichtung gekoppelt, welcher in der Fahrzeugbreitenrichtung den zweiten Montageabschnitt 20b und den Halterungsmontageabschnitt 30a umfasst, wie in 2 gezeigt.
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Diese Fahrzeugheckstruktur S überträgt die auf die hinteren Seitenrahmen 2 einwirkende Kollisionskraft von den Vorn-Hinten-Abschnitten 2a mittels der Verstrebungen 17 und den Halterungen 7 auf das Batteriegehäuse 8. Dies verbessert ferner die Leistungsfähigkeit eines Absorbierens einer Kollisionsenergie in der Fahrzeugheckstruktur S.
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In dieser Fahrzeugheckstruktur S sind die Verstrebungen 17 jeweils in einem bestimmten Bereich, welcher den zweiten Montageabschnitt 20b umfasst, mit dem hinteren Querträger 3 gekoppelt, was eine lokale Verformung in dem hinteren Querträger 3 reduziert, welche durch die über die Verstrebungen 17 einwirkende Kollisionskraft verursacht wird. Dies ermöglicht es der Fahrzeugheckstruktur S die Kollisionskraft über die Verstrebungen 17 und die Halterungen 7 zu dem Batteriegehäuse 8 zu übertragen. Dies verbessert ferner die Leistungsfähigkeit eines Absorbierens einer Kollisionsenergie in der Fahrzeugheckstruktur S.
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In der Fahrzeugheckstruktur S in diesem Ausführungsbeispiel ist der dritte Montageabschnitt 20c für den hinteren Hilfsrahmen 4 an dem hinteren Seitenrahmen 2 ausgebildet, um benachbart zu dem Kopplungsabschnitt mit der Verstrebung 17 zu sein, welche in dem Vorn-Hinten-Abschnitt 2a ausgebildet ist, wie in 2 gezeigt.
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In dieser Fahrzeugheckstruktur S sind die dritten Montageabschnitte 20c der hinteren Seitenrahmen 2 und die zweiten Montageabschnitte 20b des hinteren Querträgers 3 mittels des hinteren Hilfsrahmens 4 gekoppelt. Dies verringert eine durch die Kollisionskraft von den hinteren Seitenrahmen 2 verursachte Druckverformung in den Verstrebungen 17, von welchen jede zwischen dem hinteren Seitenrahmen 2 und dem hinteren Querträger 3 angeordnet ist. Dies ermöglicht es der Fahrzeugheckstruktur S die Kollisionskraft mittels der Verstrebungen 17 und den Halterungen 7 zu dem Batteriegehäuse 8 zu übertragen. Dies verbessert ferner die Leistungsfähigkeit eines Absorbierens einer Kollisionsenergie in der Fahrzeugheckstruktur S.
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Das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wurde vorstehend beschrieben, jedoch sind die vorliegenden Informationen nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt und können in verschiedenen Formen implementiert sein.
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In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Beschreibung für die Konfiguration bereitgestellt wurden, in welcher die vordere Wand Wf des hinteren Querträgers 3 zwischen den schmälsten Abschnitten 15 der schrägen Abschnitte 2b angeordnet ist, wie in 2 gezeigt. Jedoch kann die vorliegende Erfindung, auch wenn dies nicht gezeigt ist, eine Konfiguration aufweisen, in welcher die hintere Wand Wr des hinteren Querträgers 3 zwischen den schmälsten Abschnitten 15 der schrägen Abschnitte 2b angeordnet ist. In dieser Fahrzeugheckstruktur S können die schmalsten Abschnitte 15 durch die dazwischen lokalisierte hintere Wand Wr des hinteren Querträgers 3 abgestützt sein, und dies verringert eine Verformung der hinteren Seitenrahmen 2 in einer positiveren Weise.
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In dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine Beschreibung für die Konfiguration bereitgestellt worden, in welcher die schmalsten Abschnitte 15 ausgebildet sind, um in der Fahrzeugbreitenrichtung in einer Bogengestalt schräg nach vorn und nach innen ausgespart zu sein, wie in 2 gezeigt. Jedoch können die schmalsten Abschnitte 15 in der vorliegenden Erfindung ausgebildet sein, um in einer polygonalen Gestalt ausgespart zu sein.
Eine Fahrzeugheckstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen hinteren Seitenrahmen, welcher an jeder Seite des hinteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie angeordnet ist; und einen hinteren Querträger, welcher die hinteren Seitenrahmen miteinander koppelt. Jeder der hinteren Seitenrahmen umfasst einen Vorn-Hinten-Abschnitt, welcher sich in einer Vorn-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt, und einen schrägen Abschnitt, welcher sich derart schräg erstreckt, dass er graduell nach außen in einer Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet ist, während er sich nach vorn von einem vorderen Ende des Vorn-Hinten-Abschnitts erstreckt, wobei der schräge Abschnitt einen schmälsten Abschnitt umfasst, an welchem die Fläche eines geschlossenen Querschnitts am kleinsten ist, und der hintere Querträger die schmalsten Abschnitte miteinander koppelt.
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Bezugszeichenliste
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- S
- Fahrzeugheckstruktur
- B
- Bolzen
- N
- Mutternplatte
- Wb
- Bodenwand
- Wf
- vordere Wand
- Wr
- hintere Wand
- 1
- Türschweller
- 2
- hinterer Seitenrahmen
- 2a
- Vorn-Hinten-Abschnitt
- 2b
- schräger Abschnitt
- 3
- hinterer Querträger
- 3a
- vorderer Flansch
- 3b
- hinterer Flansch
- 3c
- Verbindungsflansch
- 4
- hinterer Hilfsrahmen
- 4a
- Vorn-Hinten-Abschnitt
- 4b
- schräger Abschnitt
- 4c
- verlängerter Abschnitt
- 5
- Trennwand
- 5a
- erste Trennwand
- 5b
- zweite Trennwand
- 5c
- dritte Trennwand
- 6
- Stoßstangenträger
- 7
- Halterungen
- 7a
- Wülste
- 8
- Batteriegehäuse
- 8a
- Wanne
- 8b
- Deckel
- 10
- Fahrzeugkarosserie
- 12
- Fahrzeug
- 13
- Radkasten
- 14
- schmaler Abschnitt
- 15
- schmalster Abschnitt
- 16a
- vorderes Bodenpaneel
- 16b
- hinteres Bodenpaneel
- 17
- Verstrebung
- 17a
- dreieckiges Plattenelement
- 17b
- Schenkelplattenelement
- 18
- vertikale Wand
- 20a
- erster Montageabschnitt
- 20b
- zweiter Montageabschnitt
- 20c
- dritter Montageabschnitt
- 20d
- vierter Montageabschnitt
- 30a
- Halterungsmontageabschnitt
- 40a
- erster Verbindungsabschnitt
- 40b
- zweiter Verbindungsabschnitt
- 40c
- dritter Verbindungsabschnitt
- 40d
- vierter Verbindungsabschnitt
- 41
- Traverse
- 42
- Traverse
- 51a, 51b, 51c
- Teilplatte
- 52a, 52b, 52c, 52d, 52e, 52f
- Flansch
- 53
- Versteifung
- 54
- Verbindungsabschnitt
- 55
- Verstärkungsplatte
- 56
- Kragen
- 81
- Stützplatte
- 82
- Rahmenelement
