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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstärkungsstruktur zur Anordnung an einem Heckbereich eines Kraftfahrzeugs, ein Verstärkungssystem, umfassend eine erste und zweite derartige Verstärkungsstruktur sowie ein Kraftfahrzeug, umfassend eine derartige Verstärkungsstruktur oder ein derartiges Verstärkungssystem.
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Zur Verbindung des Dachbereiches eines Kraftfahrzeugs mit dem Karosserieunterbau werden Fahrzeugsäulen eingesetzt. Je nach Größe und Form eines Kraftfahrzeugs werden hierbei zwei, drei oder vier verschiedene Säulenarten eingesetzt. So weisen Limousinen in der Regel auf beiden Fahrzeugseiten eine A-Säule, eine B-Säule und eine C-Säule auf, wohingegen in längeren Fahrzeugen, wie Vans oder Kombis häufig zusätzlich an beiden Fahrzeugseiten eine D-Säule eingesetzt wird. Die A-Säulen bilden hierbei eine Verbindung zwischen dem Fahrzeugdach und der Motorhaube bzw. den vorderen Kotflügeln, die B-Säulen bilden eine Verbindung zwischen dem Fahrzeugdach und dem Fahrzeugboden in der Fahrzeugmitte, die C-Säulen verbinden das Fahrzeugdach mit den hinteren Kotflügeln und die D-Säulen bilden eine Verbindung des Fahrzeugdaches mit dem Heck des Fahrzeugs. Alle Fahrzeugsäulen sind hierbei zur Strukturstabilisierung eines Fahrzeugs und für den Schutz der Fahrzeuginsassen essentiell.
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Im Hinblick auf eine gewichtsoptimierte Bauweise ist die Verwendung von Fahrzeugsäulen dagegen nachteilig. So müssen die Fahrzeugsäulen für die Gewährleistung einer strukturstabilisierenden Wirkung stabil und massiv gefertigt sein, was zu einem erhöhten Fahrzeuggewicht führt. Ein hohes Fahrzeuggewicht wirkt sich über einen erhöhten Sprit- oder Energieverbrach nicht nur negativ auf die Benzin- oder Stromkosten aus, sondern ist auch aus Umweltaspekten nachteilig.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben, insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verstärkungsstruktur für den Einsatz an einem Heckbereich eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung zu stellen, die unter Gewährleitung einer hohen strukturstabilisierenden Wirkung eine gewichtsoptimierte Ausführung bietet.
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Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Verstärkungsstruktur mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Verstärkungssystem gemäß Anspruch 9 sowie ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 11. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Technische Merkmale, die zu der erfindungsgemäßen Verstärkungsstruktur offenbart werden, gelten dabei auch in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verstärkungssystem sowie dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen ausgeführt.
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Erfindungsgemäß ist eine Verstärkungsstruktur zur Anordnung an einem Heckbereich eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Hierbei weist die erfindungsgemäße Verstärkungsstruktur eine Seitenwand auf. Die Seitenwand der Verstärkungsstruktur umfasst ferner einen an einer Außenseite der Seitenwand angeordneten Kotflügel, einen an der Innenseite der Seitenwand angeordneten Stützträger zur Befestigung der Seitenwand an einem Unterboden des Kraftfahrzeugs sowie eine an dem Kotflügel und dem Stützträger angeordnete D-Säule zur Strukturstabilisierung des Kraftfahrzeugs. Erfindungsgemäß zeichnet sich die Verstärkungsstruktur ferner dadurch aus, dass die Seitenwand ein weiteres strukturstabilisierendes Element zur Substitution einer C-Säule eines Kraftfahrzeugs aufweist. Unter einer Verstärkungsstruktur kann im Rahmen der Erfindung insbesondere eine Struktur verstanden werden, die eine verstärkende schützende Wirkung für Insassen eines Kraftfahrzeugs hat, indem Stöße oder dergleichen sicher und zuverlässig abgefangen werden können. Unter einer Strukturstabilisierung kann im Rahmen der Erfindung insbesondere eine Verstärkung der Karosserie eines Kraftfahrzeugs im Hinblick auf das Abfangen von Stößen oder dergleichen angesehen werden.
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Im Gegensatz zu bekannten Fahrzeugaufbauten für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug ist eine C-Säule gemäß der Erfindung über ein weiteres strukturstabilisierendes Element substituiert. Insbesondere durch die flexible Ausgestaltbarkeit und Positionierbarkeit des erfindungsgemäß vorgesehenen strukturstabilisierenden Elementes ist es möglich, die Größe und das Gewicht des strukturstabilisierenden Elementes bei gleichbleibender strukturstabilisierender Wirkung gegenüber einer C-Säule geringer auszugestalten. Dadurch kann bei gleichbleibender strukturstabilisierender Wirkung ein kostengünstigerer und umweltschonender Betrieb eines Kraftfahrzeugs garantiert werden.
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Die gegenständliche Verstärkungsstruktur zur Anordnung an einem Heckbereich eines Kraftfahrzeugs kann vorzugsweise in längeren Kraftfahrzeugen, wie Vans, Kleinbussen oder Kombis eingesetzt werden, aber auch in anderen Fahrzeugtypen einsetzbar sein. Die erfindungsgemäße Verstärkungsstruktur kann hierbei in verbrennungsmotorbetriebenen Fahrzeugen oder auch in zumindest teilweise elektrisch betrieben Fahrzeugen (Elektro- oder Hybridfahrzeugen) eingesetzt werden.
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Im Rahmen einer möglichst sinnvollen Positionierung zur Strukturstabilisierung, insbesondere hinsichtlich der Substitution einer C-Säule eines Kraftfahrzeugs kann es insbesondere von Vorteil sein, wenn das weitere strukturstabilisierende Element unmittelbar an dem Stützträger und/oder der D-Säule, vorzugsweise unmittelbar zwischen dem Stützträger und der D-Säule angeordnet ist. Eine Positionierung unmittelbar an dem Stützträger und/oder der D-Säule, vorzugsweise zwischen dem Stützträger und der D-Säule hat sich hierbei als besonders vorteilhaft erwiesen, um die strukturstabilisierende Wirkung der C-Säule ausgleichen zu können. Eine derartige Positionierung bietet zudem nicht nur die Möglichkeit eines sinnvollen Kraftausgleichs, sondern gewährleistet auch eine einfache und unaufwändige Befestigung des Weiteren strukturstabilisierenden Elements.
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Ferner kann im Rahmen einer einfachen, stabilen und zuverlässigen Befestigung des weiteren strukturstabilisierenden Elementes an der Seitenwand vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das weitere strukturstabilisierende Element stoffschlüssig mit dem Stützträger und/oder der D-Säule verbunden ist, vorzugsweise mit dem Stützträger und/oder der D-Säule verschweißt ist. Es versteht sich, dass alternativ oder kumulativ zu einer stoffschlüssigen Verbindung auch eine form- oder kraftschlüssige Verbindung vorgesehen sein kann, bspw. mittels zusätzlicher Verbindungselemente, wie Schrauben, Bolzen oder dergleichen.
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Zudem kann es von Vorteil sein, wenn das weitere strukturstabilisierende Element aus einem Metallwerkstoff, vorzugsweise aus einem Aluminiumwerkstoff und/oder einem Eisenwerkstoff ausgebildet ist. Eine derartige Ausführung eines strukturstabilisierenden Elementes ermöglicht insbesondere eine große und zuverlässige strukturstabilisierende Wirkung. Eine Ausbildung aus Aluminium ermöglicht hierbei zusätzlich die Berücksichtigung einer gewichtsoptimierten Ausführung. Es versteht sich im Hinblick auf eine bestmögliche strukturstabilisierende Wirkung, dass auch die weiteren Komponenten, insbesondere der Kotflügel, der Stützträger und die D-Säule aus einem Metallwerkstoff, vorzugsweise aus einem Aluminiumwerkstoff und/oder einem Eisenwerkstoff ausgebildet sein können.
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Zudem kann es im Hinblick auf eine gleichzeitige Berücksichtigung einer möglichst hohen strukturstabilisierenden Wirkung sowie einer gewichtsoptimierten Ausführung insbesondere von Vorteil sein, wenn das weitere strukturstabilisierende Element zumindest teilweise hohlförmig ausgebildet ist, wobei das strukturstabilisierende Element vorzugsweise als Extrusionsbauteil ausgebildet ist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Weiteren strukturstabilisierenden Elementes unmittelbar an dem Stützträger und/oder der D-Säule, vorzugsweise unmittelbar zwischen dem Stützträger und der D-Säule ist es insbesondere möglich auch mit einem hohlförmigen Element die Anforderungen an die Strukturstabilisierung zu erfüllen.
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Im Rahmen einer weiteren strukturstabilisierenden Wirkung auch über den gegenständlichen Stützträger ist es ferner denkbar, dass der Stützträger eine erste Stützsäule und eine zweite Stützsäule aufweist, wobei der Stützträger vorzugsweise zusätzlich ein Verbindungselement aufweist, das die erste und zweite Stützsäule miteinander verbindet. Die erste und zweite Stützsäule kann hierbei vorteilhafterweise stoffschlüssig mit dem Verbindungselement verbunden sein, bspw. verschweißt sein. Es versteht sich, dass alternativ oder kumulativ zu einer stoffschlüssigen Verbindung auch eine form- oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Verbindungselement und der ersten und zweiten Stützsäule vorgesehen sein kann, bspw. mittels zusätzlicher Verbindungselemente, wie Schrauben, Bolzen oder dergleichen. Das Verbindungselement kann hierbei vorzugsweise als Flachteil ausgebildet sein, das von oben auf der ersten und zweiten Stützsäule angeordnet ist und die beiden Säulen fest miteinander verbindet.
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Ebenso kann es im Hinblick auf eine möglichst einfache Befestigung und gleichzeitig sinnvolle Positionierung zur Strukturstabilisierung, insbesondere hinsichtlich der Substitution einer C-Säule eines Kraftfahrzeugs von Vorteil sein, wenn das weitere strukturstabilisierende Element an dem Verbindungselement angeordnet ist, vorzugsweise stoffschlüssig mit dem Verbindungselement verbunden ist, wobei das strukturstabilisierende Element insbesondere über das Verbindungselement mit der D-Säule verbunden ist. Eine derartige Positionierung bietet nicht nur die Möglichkeit eines sinnvollen Kraftausgleichs, sondern gewährleistet auch eine einfache und unaufwändige Befestigung des Weiteren strukturstabilisierenden Elements an der Verstärkungsstruktur bzw. der Seitenwand.
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Im Rahmen einer möglichst einfachen, sicheren und platzsparenden Anordnung zur Gewährleistung eines verbesserten Fahrkomforts ist es insbesondere vorstellbar, dass ein Gurtstraffer an der Seitenwand angeordnet ist, wobei der Gurtstraffer vorzugsweise an der D-Säule und/oder dem Stützträger und/oder dem strukturstabilisierenden Element angeordnet ist, wobei der Gurtstraffer insbesondere unmittelbar an dem Verbindungselement angeordnet ist. Auf diese Weise kann ein Gurtstraffer einfach und zuverlässig befestigt werden und dabei gleichzeitig keinen Platz im Fahrgastraum einnehmen, der somit für die Fahrinsassen zur Verfügung steht.
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Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verstärkungssystem zur Anordnung am Heckbereich eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine erste und eine zweite voranstehend beschriebene Verstärkungsstruktur, wobei die erste und zweite Verstärkungsstruktur über den Unterboden, vorzugsweise über zumindest einen Querträger miteinander verbunden sind. Damit weist das erfindungsgemäße Verstärkungssystem dieselben Vorteile auf, wie sie bereits ausführlich in Bezug auf die erfindungsgemäße Verstärkungsstruktur beschrieben worden sind.
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Im Hinblick auf eine erfolgreiche Substitution einer C-Säule kann erfindungsgemäß ferner vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass eine erste und eine gegenüberliegend angeordnete zweite rahmenlose Tür vorgesehen ist, wobei die erste und die zweite rahmenlose Tür vorzugsweise jeweils zwischen einer B-Säule und einer D-Säule des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Bei der Ausbildung von den mittlerweile häufig eingesetzten rahmenlosen Türen ist die Anordnung einer C-Säule nicht mehr obligatorisch, sondern kann auch entfallen.
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Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Kraftfahrzeug, umfassend eine voranstehend beschriebene Verstärkungsstruktur, insbesondere umfassend ein voranstehend beschriebenes Verstärkungssystem. Damit weist das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug dieselben Vorteile auf, wie sie bereits ausführlich in Bezug auf die erfindungsgemäße Verstärkungsstruktur und das erfindungsgemäße Verstärkungssystem beschrieben worden sind.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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Es zeigen schematisch:
- 1 die Karosserie eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, umfassend ein erfindungsgemäßes Verstärkungssystem zur Anordnung an einem Heckbereich eines Kraftfahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 2 eine erfindungsgemäße Verstärkungsstruktur zur Anordnung an einen Heckbereich eines Kraftfahrzeugs in einer Ansicht auf die Innenseite der Verstärkungsstruktur (a) und auf die Außenseite der Verstärkungsstruktur (b) gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 3 die erfindungsgemäße Verstärkungsstruktur aus 2a in einer vergrößerten Ansicht,
- 4 eine erfindungsgemäße Verstärkungsstruktur zur Anordnung an einen Heckbereich eines Kraftfahrzeugs in einer Ansicht auf die Innenseite der Verstärkungsstruktur (a) und in einer vergrößerten Ansicht (b) gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt die Karosserie eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 100, umfassend ein erfindungsgemäßes Verstärkungssystem 1 zur Anordnung an einem Heckbereich eines Kraftfahrzeugs 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
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Wie gemäß 1 zu erkennen ist, umfasst das Verstärkungssystem eine erste und eine zweite Verstärkungsstruktur 2, wobei die erste und eine zweite Verstärkungsstruktur 2 über den Unterboden 10, vorliegend über zumindest einen Querträger 20 des Kraftfahrzeugs 100 miteinander verbunden sind.
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Wie gemäß 1 zudem erkennbar ist, weist jede Verstärkungsstruktur 2 eine Seitenwand 4 auf. Jede Seitenwand 4 umfasst ferner einen an einer Außenseite AS der Seitenwand 4 angeordneten Kotflügel 6, einen an der Innenseite IS der Seitenwand 4 angeordneten Stützträger 8 (vorliegend nicht erkennbar) zur Befestigung der Seitenwand 4 an dem Unterboden 10 des Kraftfahrzeugs 100 sowie eine an dem Kotflügel 6 und dem Stützträger 8 angeordnete D-Säule 14 zur Strukturstabilisierung des Kraftfahrzeugs 100. Ferner umfasst die Seitenwand 4 ein weiteres strukturstabilisierendes Element 12 (hier ebenfalls nicht erkennbar) zur Substitution einer C-Säule eines Kraftfahrzeugs 100.
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2 zeigt eine erfindungsgemäße Verstärkungsstruktur 2 zur Anordnung an einen Heckbereich eines Kraftfahrzeugs 100 in einer Ansicht auf die Innenseite IS der Verstärkungsstruktur 2 (2a) und auf die Außenseite AS der Verstärkungsstruktur (2b) gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
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3 zeigt die erfindungsgemäße Verstärkungsstruktur 2 aus 2a in einer vergrößerten Ansicht.
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Wie gemäß den 2 und 3 zu erkennen ist, ist das weitere strukturstabilisierende Element 12 unmittelbar an dem Stützträger 8 und der D-Säule 14, vorliegend unmittelbar zwischen dem Stützträger 8 und der D-Säule 14 angeordnet.
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Hierbei kann das weitere strukturstabilisierende Element 12 vorzugsweise stoffschlüssig mit dem Stützträger 8 und/oder der D-Säule 14 verbunden sein, vorzugsweise mit dem Stützträger 8 und/oder der D-Säule 14 verschweißt sein.
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Das weitere strukturstabilisierende Element 12 kann hierbei vorzugsweise aus einem Metallwerkstoff, insbesondere aus einem Aluminiumwerkstoff und/oder einem Eisenwerkstoff ausgebildet sein.
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Ferner kann das weitere strukturstabilisierende Element 12 zumindest teilweise hohlförmig ausgebildet, vorzugsweise als Extrusionsbauteil ausgebildet sein.
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Wie gemäß den 2 und 3 zu erkennen ist, weist der Stützträger 8 eine erste Stützsäule 8a und eine zweite Stützsäule 8b auf, wobei der Stützträger 8 vorzugsweise zusätzlich ein Verbindungselement 16 aufweist, das die erste und zweite Stützsäule 8a, 8b miteinander verbindet.
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Hierbei ist das weitere strukturstabilisierende Element 12 an dem Verbindungselement 16 angeordnet, vorliegend stoffschlüssig mit dem Verbindungselement 16 verbunden, wobei das strukturstabilisierende Element 12 über das Verbindungselement 16 mit der D-Säule 14 verbunden ist.
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4 zeigt eine erfindungsgemäße Verstärkungsstruktur 2 zur Anordnung an einen Heckbereich eines Kraftfahrzeugs 100 in einer Ansicht auf die Innenseite IS der Verstärkungsstruktur 2 (4a) und in einer vergrößerten Ansicht (4b) gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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Wie gemäß 4 erkennbar ist, ist gemäß der Ausführungsform in 4 ein Gurtstraffer 18 an der Seitenwand 4 angeordnet, wobei der Gurtstraffer 18 an der D-Säule 14 und dem Stützträger 8 und dem strukturstabilisierende Element 12 angeordnet ist, insbesondere unmittelbar an dem Verbindungselement 16.
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Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
